Расчетно-экспериментальное исследование эффективности жидкой теплоизоляции при повышении теплозащитных характеристик объектов строительства

Содержание

Введение

. Проработка актуальности диссертационного исследования

.1 Актуальность использования теплоизоляционных материалов в строительстве

.2 Анализ существующих видов теплоизоляционных материалов

.2.1 Основные характеристики теплоизоляционных материалов

.2.2 Органические и неорганические теплоизоляционные материалы

.3 Анализ теплоизоляционной краски

.3.1 История создания и применения термокраски

.3.2 Состав и сфера применения теплоизоляционных красок

.3.3 Обзор основных производителей теплоизоляционных красок

.4 Анализ источников интеллектуальной собственности в области жидкой теплоизоляции

.4.1 Патент РФ №2220988 - Теплоизоляционная композиция

.4.2 Патент РФ №2251563 - Антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие на основе полых микросфер

.4.3 Патент РФ № 2544854 - теплоизоляционная краска - покрытие

.5 Основные выводы и определение направления дальнейших исследований

. Расчетно-экспериментальное исследование эффективности теплоизоляционной краски

.1 Постановка цели и задач для проведения эксперимента

.2 Расчетно-экспериментальный метод определения теплотехнических характеристик теплоизоляционной краски

.2.1 Определение коэффициента теплопроводности образцов жидкой теплоизоляции

.2.2 Исследование влияния теплоизоляционной краски на теплотехнические характеристики материалов

.2.3 Исследование эффективности термокраски на примере расчета толщины утеплителя для плоской многослойной стенки

.3 Основные выводы по исследованию

. Разработка нового эффективного состава теплоизоляционной краски для повышения теплотехнических качеств объектов строительства

.1 Предпосылки поиска нового решения

.2 Анализ разработанного состава

.3 Определения коэффициента теплопроводности полученного состава

.4 Исследование эффективности нового теплоизоляционного состава на примере расчета толщины утеплителя для плоской многослойной стенки

.5 Основные выводы по исследованию

. Расчет экономической эффективности при утеплении ограждающих конструкции зданий теплоизоляционными красками

.1 Расчет экономической эффективности использования теплоизоляционной краски для утепления наружных стен зданий

.1.1 Исходные данные для расчета экономической эффективности

.1.2 Расчет экономической эффективности использования теплоизоляционной краскок для утепления наружных стен зданий

. Безопасность жизнедеятельности при выполнении окрасочных работ

.1 Общие требования

.2 Требования перед началом окрасочных работ

.3 Требования во время малярных работ

.3.1 Требования к безопасности приготовления и хранения лакокрасочных материалов

.3.2 Требования безопасности при очистке и подготовке поверхностей

.3.3 Требования охраны труда при окончании окрасочных работах

.4 Требования для выполнения малярных работ

. Влияние красок на экологию окружающей среды

.1 Экологические аспекты применения лакокрасочных материалов

Заключение

Список использованных источников

Введение

теплоизоляционный краска теплопроводность

Целью данной диссертационной работы является расчетно-экспериментальное исследование эффективности теплоизоляционной краски при повышении теплотехнических характеристик объектов строительства.

Для проведения исследования были поставлены задачи:

)        Провести исследование теплотехнических характеристик теплоизоляционных красок. На примере двух производителей жидких теплоизоляторов.

)        Исследовать эффективность влияние теплоизоляционных красок на теплотехнические свойства строительных материалов.

Научная новизна данного исследования состоит:

Определение расчетно-экспериментальной зависимости коэффициента теплопроводности композиции (строительный материал + жидкий теплоизоляции) от изменения количества слоев теплоизолятора.

Новый способ изготовления термокраски на основе дешевых компонентов (эмалевая краска + стеклянные микросферы + пенополистероловая крошка)

Практическая значимость исследования:

Разработка методики расчета теплотехнических характеристик теплоизоляции.

Внедрение новых эффективных теплоизоляционных материалов для повышения энергоэффективности зданий.

1. Проработка актуальности диссертационного исследования

.1 Актуальность использования теплоизоляционных материалов в строительстве

На сегодняшний день одна из важнейших задач государства является энергосбережение. Причина этого дефицит основных энергоресурсов, растущая цена на их добычу, а также мировые экологические проблемы окружающей среды. Применение новых решений в области эффективного использования энергоресурсов, которые могут использоваться практически, подтверждены с экономической точки зрения, приняты с экологической и социальной стороны и не изменяют установленного образа жизни человека, называется энергосбережением.

Первый толчок в сторону развития государственной политики энергосбережения и энергоэффективности был дан Указом Президента Российской Федерации от 4 июня 2008 г. «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики»[1]. При реализации данной стратегии потребовалась разработка и принятие базовых документов, направленных на определение государственной политики в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Так 11 ноября 2009 г. государственной думой был принят федеральный закон "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" [2].

Настоящий Федеральный закон регулирует отношения по энергосбережению и повышению энергетической эффективности.

. Целью настоящего Федерального закона является создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Правовое регулирование в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности основывается на следующих принципах, которые поясняют актуальность исследования:

) эффективное и рациональное использование энергетических ресурсов;

) поддержка и стимулирование энергосбережения и повышения энергетической эффективности;

) системность и комплексность проведения мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности;

) планирование энергосбережения и повышения энергетической эффективности;

) использование энергетических ресурсов с учетом ресурсных, производственно-технологических, экологических и социальных условий.

Исходя из этого, исследование теплотехнических показателей новых видов теплоизоляционных материалов в различных условиях эксплуатации является неотъемлемой частью работ при разработке энергосберегающих мероприятий, направленных на снижение общего уровня тепловых потерь ограждающих конструкция зданий. В основном потери тепловой энергии зависят от такой характеристики, как теплопроводность, которая будет влиять на выбор теплоизоляционного материала.

Теплопроводность - физическая величина, характеризующая процесс передачи тепловой энергии от частиц, обладающих большей энергией, к частицам с меньшей энергией вследствие непосредственного соприкосновения этих частиц (молекул, атомов, электронов) [3].

Одними из первых ученых, заинтересовавшихся в исследованиях теплопроводности твердых тел, были Иоанн Ингенгоус в 1789 г. и граф Румфорд (Бенжамен Томсон) в 1791 г., сделавший прибор для сравнения теплопроводности теплоизоляторов, но руководствуясь довольно смутным представлением об этой величине. Более ясную теорию удалось создать великому физику и математику Фурье в 1822 г. Впервые было дано четкое определение нового свойства материалов - теплопроводности. В начале ХХ столетия в связи с интенсивным использованием тепловой энергии в технике таких выдающихся исследователей-физиков, как Био, Максвелл, Кельвин, Кольрауш, сменили исследователи-теплотехники Гребер, Нуссельт, Якоб, Гриффитс и др. Экспериментальное измерение тепловых свойств веществ признается одной из труднейших задач технической физики. В связи с этим с двадцатых годов ХХ века измерение теплопроводности вошло в практику государственных метрологических институтов наиболее развитых стран: Великобритании, США, Франции.

В России с учетом потребностей промышленности технические тепловые измерения стали развиваться в тридцатые годы, когда М.П. Стаценко в физико-технической лаборатории, руководимой А.Ф. Иоффе и М.В. Кирпичевым, был построен прибор для измерения теплопроводности теплоизоляторов, отвечавший современным требованиям науки. Систематические исследования были начаты Г.М. Кондратьевым, организовавшим кафедру тепловых измерений в Ленинградском институте точной механики и оптики и создавшим научную школу в области теплофизических измерений (Г.Н. Дульнев, Б.Н. Олейник, О.А. Сергеев, Е.С. Платунов, Н.А. Ярышев и др.). Теоретические основы современных методов измерений теплопроводности заложены в работах Г. Карслоу и Д. Егера, а также А.В. Лыкова и А.Г. Шашкова . ВНИИМ им. Д.И. Менделеева начал свою работу в этом направлении с середины ХХ столетия. С целью создания стандартного образца теплопроводности Б.Н. Олейником был исследован полиметилметакрилат. В шестидесятых годах под руководством О.А. Сергеева создан государственный первичный эталон единицы теплопроводности. В настоящее время он охватывает температурный диапазон от 90 до 1100 К. В связи с этим, теплопроводность является паспортной характеристикой теплоизоляционных материалов, а нахождения коэффициента теплопроводности будет актуальным в области энергосбережения.

1.2 Анализ существующих видов теплоизоляционных материалов

Сегодня на рынке появились десятки новых теплоизоляционных материалов, благодаря чему произошел значительный прорыв, в первую очередь, в сфере энергосбережения. С развитием новых технологий на сегодняшнем рынке появился большой выбор эффективных, экологически безопасных теплоизоляционных материалов, отвечающих конкретным техническим заданиям строительства, классификация которых представлена на (рисунок 1). Их использование способствует строительству высотных зданий, уменьшению толщины ограждающих конструкций, массы зданий, расходов строительных материалов, а также экономии топливно-энергетических ресурсов при обеспечении нормального микроклимата в помещениях.

Рисунок 1-Классификация теплоизоляционных материалов

Для проведения качественной классификации теплоизоляционных материалов следует исследовать их особенности изготовления и свойства.

1.2.1 Основные характеристики теплоизоляционных материалов

Коэффициент теплопроводности - это количество теплоты, которое за 1 ч пройдет сквозь 1 м материала площадью 1 м² при разнице температур внутри и снаружи строения в 10 °С. Этот показатель характеризует теплопроводность и измеряется в Вт/ (м·°С) или в Вт/ (м·К). Показатель зависит от уровня влажности материала, так как вода проводит тепло лучше воздуха. Другими словами, мокрый и даже сырой материал не будет выполнять свою основную функцию по теплоизоляции.

Пористость - это доля пара в общем объеме теплоизоляционного материала, в котором присутствуют мелкие, крупные, закрытые и открытые поры. Важен их тип и равномерность распределения в материале.

Плотность - это физическая величина, указывающая на соотношение массы материала и занимаемого им объема. Измеряется в кг/м³ .

Паропроницаемость - это величина, указывающая на количество пара, которое проходит через 1 м² материала толщиной в 1 м за 1 ч. Водяной пар измеряется при этом в мг, а температура воздуха по разные стороны материала принимается за одинаковую.

Влажность - это объем влаги в материале. Одна из составляющих характеристик является сорбционная влажность. Под ней понимается равновесная гигроскопическая влажность в условиях различных температур и относительной влажности воздуха.

Водопоглощение - это количество воды, которое может впитывать материал и удержать в порах при прямом контакте с влагой. Для улучшения этого показателя, к некоторым теплоизоляционным материалам (например, минеральной вате) добавляют специальные вещества, отталкивающие влагу. Этот процесс называется гидрофобизация.

 Биостойкость - это способность теплоизоляционных материалов противостоять воздействию грибков, а также размножению микроорганизмов и насекомых при повышенной влажности.

 Огнестойкость - это показатель пожарной безопасности: дымообразующая способность, горючесть, воспламеняемость и токсичность продуктов горения. Чем дольше материал может выдерживать воздействие высоких температур, тем выше его огнестойкость.

Прочность - это показатель, помогающий выяснить, определить разрушаемость материал при его транспортировке, складирование и монтаже. Предел прочности колеблется от 0,2 до 2,5 МПа.

Температуростойкость - это способность материала выдерживать температурное воздействие. Показатель отражения температуры, после взаимодействия с которой материал изменит свои свойства, структуру и потеряет прочность.

 Удельная теплоемкость - это физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать единичной массе данного вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу. Измеряется в кДж/ (кг·°С)

 Морозостойкость - это способность материала выдерживать изменения температуры, замораживаться и оттаивать без нарушения основных свойств.

1.2.2 Органические и неорганические теплоизоляционные материалы

Основной признак распределения теплоизоляционных материалов является вид сырья, из которого их изготавливаю, в дальнейшем утеплители можно подразделить на два основных вида - это органические и неорганические.

Неорганические теплоизоляционные материалы.

На рынке данный вид теплоизоляции представлен в широком ассортименте. Для их производства применяется всевозможное минеральное сырье: горные породы, шлак, стекло, асбест. К утеплителям этого типа относится: минеральная и стеклянная вата, некоторые легкие бетоны на вспученном перлите, вермикулите и других пористых заполнителях, ячеистые теплоизоляционные бетоны, асбестовые, асбестосодержащие, керамические материалы, пеностекло, а также жидкие теплоизоляторы.

Минеральная вата - это волокнистые утеплители, которые получают из минерального сырья. Она относится к высокопористым материалам, что определяет ее высокие теплоизоляционные свойства. По популярности она занимает одно из первых мест по объемам производства на современном теплоизоляционном рынке. Наиболее популярна вата таких производителей, как Isover, Isoroc, Rockwool. Эти материалы малогигроскопичные, огнестойкие, не поддаются загниванию. Их используют как для утепления строительных конструкций, так и для изоляции горячих поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов.

Основные достоинства:

·              легка в работе и имеет низкую стоимость (технология производства проста, а сырье доступно);

·              отвечает всем требованиям пожарной безопасности (не горит);

·              вата негигроскопична (при контакте с водой тут же отталкивает ее и обеспечивает хорошую вентиляцию);

·              обеспечивает шумоизоляцию и обладает высокой морозостойкостью;

·              имеет длительный срок эксплуатации.

При всех достоинствах минеральная вата обладает несколькими недостатками:

·              теряет теплоизолирующие свойства при контакте с водой;

·              требует дополнительных слоев пароизоляционной и гидроизоляционной пленки при монтаже;

·              обладает меньшей прочностью по сравнению с другими материалами (например, пеностеклом).

Стекловата - это материал, произведенный из того же сырья, что и обычное стекло - это сода, известь, кварцевый песок. Приобрести стекловату можно как в рулонах, так и в форме плиты или цилиндра. Последний вариант используется для изоляции труб.

Стекловата обладает теми же достоинствами, что и минеральная. Но она прочнее и обладает большей шумоизоляцией. В то же время температуростойкость стекловаты ниже, чем у базальтовой минеральной плиты, и не превышает 450 °С. Но это важно только в том случае, если материал применяется для технической изоляции.

Базальтовые минеральные плиты можно отнести к разновидности стекловаты. Он изготавливается из базальтовой группы горных пород. Плиты используются для теплоизоляции фасадов, панелей, фундаментов и кровель многоэтажных строений.

Достоинства:

·              низкое влагопоглощение и высокая прочность;

·              высокая огнестойкость (материал может выдержать температуры до 1000°С);

·              устойчивость к деформации и долговечность.

Недостатки:

·              наличие стыков между плитами;

·              способность к паропропусканию;

·              монтаж с использование средств защиты.

Пеностекло - это материал, производимый посредством спекания стеклянного порошка и газообразователей. Пористость пеностекла высока - до 95 %.

Достоинства:

·              водостойкость, прочность и легкость обработки;

·              морозостойкость и несгораемость;

·              длительный срок эксплуатации;

·              химическая нейтральность и биологическая стойкость.

Недостатки:

·              обладает высокой стоимостью и поэтому в основном применяется на промышленных объектах;

·              не пропускает воздух.

Эковата - это целлюлозная вата с неоднородным состав. Большую часть занимает древесное волокно - 80 %, меньшую - антипирен (борная кислота) - 12 %, антисептик (тетраборат натрия) - 7 %. Материал обладает мелкозернистой структурой. Поддается мокрому и сухому методу укладки. Для мокрого способа требуется специальное оборудование, так как вату выдувают. Сухой способ выглядит проще: материал засыпают и трамбуют до необходимой плотности.

Достоинств:

·              небольшая стоимость и безопасность производства и монтажа;

·              однородная укладка и высокая теплоизоляция;

·              изоляция зазоров и углублений и влагообмен без снижения теплоизолирующих свойств.

Недостатки:

·              горючесть и трудоемкость укладки;

·              низкую прочность на сжатие (делает невозможным использование материала для «плавающих» полов).

Органические теплоизоляционные материалы.

Данный вид теплоизоляции изготавливается из натурального сырья: отходов деревообработки и сельского хозяйства, торфа, а также различных пластмасс, цемента. Это достаточно большая группа материалов, представленная на рынке в обширном ассортименте. Практически всем органическим теплоизоляторам свойственна низкая огне-, водо- и биостойкость. Как правило, применяют органические теплоизоляторы на участках, где температура поверхности и окружающей среды не поднимается выше 150 градусов, а также в качестве среднего слоя многослойных конструкций - в штукатурных фасадах, при облицовке стен, в тройных панелях и т. п.

ДСП - это древесностружечная плита, которая получается в результате горячего плоского прессования древесных частиц - опилок и стружек. Их смешивают со связующим веществом, в качестве которого используются, в основном, синтетические формальдегидные смолы.

Достоинтсва:

•      Водостойкость

•        Прочность

•      Легкий монтаж ( Конструкции из ДСП прекрасно «держат» шурупы и гвозди, скрепляющие ее. Этот материал хорошо поддается механической обработке - сверлению, строганию, фрезерованию, пилению, его легко можно покрасить и склеить ).

•        Низкая цена

Недостатки:

·              Экологичность (ДСП выделяет определенное количество формальдегида, который считается вредным продуктом).

Камышитовые плиты - плитный материал, изготовляемый из стеблей камыша (тростинка обыкновенного) путем прессования и скрепления в спрессованном состоянии стальной оцинкованной проволокой. Применяется для утепления стен перегородок, перекрытий и покрытий малоэтажных зданий, а также в комбинированных ограждающих конструкциях в сочетании с кирпичом, бетоном и другими материалами. Для предотвращения гниения камышитовые плиты пропитывают 5%-ным раствором железного купороса.

Достоинства:

•        Экологическая чистота.

•        Низкая стоимость.

•        Отличные теплоизолирующие свойства.

Недостатки:

•        Подверженость гниение при воздействии влаги

•        Боязнь грызунов

•        Низкая огнестойкость

Чтобы недостатки снизить или вообще устранить, в исходный материал добавляют антисептики, а от огня защищают штукатуркой..

Пробковый утеплитель - это один из наиболее эффективных экологичных современных теплоизоляторов. Материал представляет собой плиты или рулоны из измельченной коры пробкового дуба, которая связана с помощью органических добавок.

Достоинства:

•        не поддается усадке и гниению;

•        малый вес;

•        прочный;

•        долговечный и химически инертный;

•        не поддается сгоранию (при воздействии открытого огня на теплоизоляцию, пробка будет только тлеть, не выделяя вредных веществ).

Недостатки:

•        ограничение в использовании пробкового утеплителя (нельзя устанавливать в помещениях производственного назначения, где происходит металлообработка)

•        малая шумоизоляция

•        высокая стоимость

Для теплоизоляции используются плиты толщиной до 50 мм, а температура применения составляет не более 120 °С.

Пенопластовые материалы - это термопластичная теплоизоляция, которая размягчается при повторном нагревании (пенополивинилхлориды, пенополистиролы), и термонепластичную, которая не размягчается, отвердевает в первом цикле нагревания (материалы на основе фенолформальдегидных, эпоксидных и кремний органических смол, пенополиуретаны).

Наибольшее распространение получили полистирольные пенопласты. Они производятся беспрессовым или прессовым методом. Внешне материал напоминает скрепленные между собой маленькие шарики.

Достоинства:

•        высокая теплоизоляция и прочность;

•        низкое влагопоглощение и морозостойкость;

•        легкость монтажа и низкая стоимость.

Недостатки:

•        горючесть

•        не пропускает воздух;

•        если материал длительное время подвергался воздействию воды, при замораживании его структура будет разрушена.

Пенополиуретан - это утеплитель, имеющий в своем составе микрокапсулы, заполненные воздухом, получаемые в процессе реакции изоционата и полиола.

Достоинства:

•        быстро монтируется и подходит для утепления неровных поверхностей;

•        не имеет стыков и эластичен;

•        выдерживает воздействие температур от -250 °С до +180 °С;

•        устойчив к биологическому воздействию.

Недостатки:

•        для монтажа требует специальной аппаратуры для задувки;

•        при горении выделяет вредные вещества и не пропускает воздух.

Экструдированный пенополистирол - материал, производимый методом экструзии (продавливание материала через экструдер). Обладает прочной микроструктурой, которая представляет собой наполненные газом закрытые ячейки. Ячейки не имеют микропор и поэтому непроницаемы для воды и газа.

Достоинствами:

•        прочность;

•        долговечность;

•        низкая теплопроводность;

Недостатки:

•        Горючесть;

•        Низкая паропроницаемость;

Для выбора качественной теплоизоляции, которая будет отвечать всем вашим требованиям, мало ознакомиться с их основными достоинствами и недостатками. Поэтому нужно исследовать теплотехнические характеристики используемой теплоизоляции. Основной показатель энергоэффективности теплоизоляционных материалов является коэффициент теплопроводности. В таблице 1 представлены значения коэффициентов теплопроводности некоторых современных теплоизоляторов (таблица 1).

Таблица 1 - Теплотехнические характеристики теплоизоляционных материалов

Таким образом, из всего разнообразия теплоизоляционных материалов, можно выделить жидкую теплоизоляцию, которые имеют наименьший коэффициент теплопроводности.

1.3 Анализ теплоизоляционной краски

.3.1 История создания и применения термокраски

На сегодняшний день современная теплоизоляция отличаются своими теплотехническими характеристиками и по разнообразию производимых материалов. В частности, привлекают свойства активно внедряющихся в строительную практику энергоэффективных теплоизоляционных материалов малой толщины нанесения, а именно - жидких теплоизоляционных красок.

Как уже известно, краски использовались ещё пещерными людьми при создании наскальных рисунков. Однако массовое производство красок было начато менее двух веков назад. Раньше все краски изготовляли вручную: растирали в порошок минералы, смешивали их со связующими веществами. Такие краски не хранились долго. Уже спустя сутки они становились непригодными для использования.

На заре развития лакокрасочной промышленности в продаже были и готовые к непосредственному использованию краски, и сырьё для их ручного изготовления, так как многие люди придерживались консервативных взглядов и делали краски «по-старинке». Но с развитием промышленности и новых технологий готовые краски постепенно вытеснили ручное производство.

С развитием лакокрасочной промышленности краски становились всё лучше и безопаснее для использования. С развитием новых технологий появилась возможность добавлять в состав краски неорганические вещества придающие краске устойчивость к разрушению, а также придающие антикоррозийные и теплоизоляционные свойства.

Первые исследования по разработке жидкой теплоизоляции проводились более 30 лет назад учеными СССР, Японии, Германии и США. В США над разработкой подобного материала работали инженеры НАСА. Исследования проводились по созданию нового, более энергоэффективного материала для тепловой изоляции космических шаттлов, вместо используемых на тот момент керамических пластин. В ходе работы инженеров была предложена идея о создании жидкой теплоизоляции. Вследствие экспериментальных исследований был создан уникальный материал, давший толчок по развитию новой нетрадиционной тепловой изоляции. Данный продукт имел свойства присущие традиционным теплоизоляционным материалам и больше походили на краску, в составе, которой были керамические твердые компоненты.

Исследования показали, что одним из минусов нового материала была низкая жаростойкость. Созданная краска не могла выдерживать температуры более +120С, а при температуре выше +180С - отслаивалась от поверхности. Полученный результат оказался непригоден для использования в космической отрасли, однако к теплоизоляционной краске проявили заинтересованность представители промышленности.

На данный момент ученые занимаются усовершенствование этого материала в целях повышения их теплотехнических характеристик. Исследования в сфере жидких теплоизоляционных материалов представлены в работах И.А. Альперовича [12], И.Я, Гузмана [13], В.И Верещагина [14] и др. На сегодняшний день активно проводятся исследования по модернизации данного материала с целью улучшения его теплотехнических характеристик [15-20].

Использование жидкой теплоизоляции все больше находит свое применение в сфере строительства и теплоснабжения. Утверждают, что такой материал, в скором времени, благодаря своим качествам, может занять лидирующее положение на рынке теплоизоляционных материалов. Для того, что бы убедиться в этом, нужно рассмотреть все достоинства и недостатки жидкой теплоизоляции.

1.3.2 Состав и сфера применения теплоизоляционных красок

Теплоизоляционное покрытие представляет собой жидкую композицию на водной основе. Такой материал состоит из микроскопических стеклянных вакуумированных сфер и связующего материала (акриловый полимер), соотношение которых составляет (20/80) %. Входящие в его состав микросферы имеют размеры от 0,015 до 0,5 мм. По консистенции теплокраски напоминают густую пасту, которая имеет белый или серый цвет.

Теплоизоляционные краски имеют широкий ряд функциональных особенностей:

•        Защитная функция - защита объектов от теплопотерь, защита от проникновения холода, предотвращение появления коррозии, влаги, плесени и грибка.

•        Укрепление окрашиваемых изделий - краска не только защищает покрытие от различных факторов, а также продлевает эксплуатационный срок окрашиваемого изделия.

•        Теплосбережение - основная функция теплоизоляционной краски. Экономия электроенергии позволит сэкономить деньги.

•        Экологичность - теплокраски не выделяют вредных веществ и являются безвредными для здоровья.

Преимущество в использовании теплоизоляционной краски - равномерное распределение по всей поверхности. Благодаря этому утеплить рельефные и слабодоступные объекты становиться легче, чем с использованием традиционных утеплителей. Также производители утверждают, что основными достоинствами жидкого теплоизолятора является эффективный коэффициент теплопроводности, не превышающий 0,001 Вт/(м·К), а слой такой краски толщиной 1 мм по теплоизолирующим свойствам соответствует слою минеральной ваты толщиной 50 мм. Поэтому качество теплозащиты зависит от того, насколько толстый слой краски нанесен на поверхность. Эксплуатационный срок теплокраски составляет от 12 до 40 лет.

Недостатками использования окрасочной теплоизоляции являются его высокая цена, также большой расход на 1кв.м. и дополнительные экономические затраты, так как покрытие достигает лучшей эффективности с использованием других утеплителей.

Область применения теплоизоляционных красок довольно широка:

•        утепление фасадов домов;

•        защита труб от замерзания;

•        утепление газопровода, паропровода, водопровода и систем кондиционирования;

•        теплоизоляция внутренних и внешних стен, крыш, потолков;

•        утепление автомобилей;

•        защита котлов от теплопотерь;

•        утепление подвальных помещений;

•        защита металлических сооружений от теплопотерь;

•        сельскохозяйственное производство;

•        утепление резервуаров, цистерн и других емкостей;

•        утепление промышленного оборудования.

Вследствие, широкой сферы применения на рынке появились много производитель данной краски, способных конкурировать с традиционными теплоизоляционными материалами.

1.3.3 Обзор основных производителей теплоизоляционных красок

Жидкая теплоизоляция известна современному потребителю продуктами российского производителя, таких как «Магнитерм», «Корунд», «Актерм». Однако на полках магазинов можно встретить и теплоизоляционную краску компании «Thermo-Shield», «Thermal - Coat™». Характеристики продуктов (заявленные производителем) жидкой теплоизоляции указаны в (таблице 2).

Таблица 2 - Классификация производителей жидкой термокраски

Проанализировав всю информацию, можно выделить главное достоинство жидкого теплоизолятора, как заявляют производители, эффективный и низкий коэффициент теплопроводности от 0,001 Вт/м*К до 0,005 Вт/м*К по сравнению с традиционными видами утеплителя. По утверждениям, такой вид утеплителя толщиной в 1 мм может приравниваться к теплотехническим свойствам минеральной ваты толщиной в 50 мм. Такие характеристики вызывают некоторое сомнение со стороны как специалистов, так и потребителей, и вызывает бурное обсуждение этой темы, а также способствуют развитию исследований в этой области.

1.4 Анализ источников интеллектуальной собственности в области жидкой теплоизоляции

В результате обзора всех возможных источников информации были изучены материалы исследований по теплоизоляционной краски, включая патентный поиск, были найдены аналоги термокраски, далее рассмотрены некоторые из них.

1.4.1 Патент РФ №2220988 - Теплоизоляционная композиция

Изобретение относится к производству пастообразных теплоизоляционных композиций для нанесения на различные поверхности любой формы для повышения теплотехнических качеств. Теплоизоляционная композиция содержит жесткий полимер, полимерную добавку, кислотный отвердитель и стеклянные микросферы. В качестве жесткого полимера используется карбамидоформальдегидная смола КФЖ(М), а в качестве полимерной добавки используется синтетический латекс СКС-65 ГП. Полученный результат имеет низкий коэффициент теплопроводности (таблица 3), подтверждающий хороший теплозащитные свойства изобретения.

В предлагаемой композиции взаимодействие латексного связующего с жестким полимером обеспечивает образование взаимопроникающих полимерных матриц карбамидоформальдегидной смолы и полимера латекса, уменьшая выделение токсичных веществ в атмосферу, увеличивает величину относительного удлинения и предотвращает хрупкость материала, а также обеспечивает хорошую адгезию материала к различным поверхностям. А введение наполнителя в виде замкнутых газонаполненных микросфер увеличивает прочность материала композиции и его теплозащитные характеристики.

Заявленное количественное содержание латекса является оптимальным, так как увеличение его содержания приведет к повышению текучести композиции и удлинению процесса полимеризации, а также снижению прочности, так как прочность латексной матрицы значительно ниже прочности смоляной матрицы. Уменьшение количества латекса в композиции приведет к увеличению жесткости и хрупкости материала.

Уменьшение количества микросферического наполнителя в заявляемой композиции приведет к снижению его прочностных и теплотехнических качеств и повышенному расходу полимерных материалов. Увеличение же количественного содержания наполнителя свыше заявленного нерационально, хотя и может привести к увеличению его прочности: при высокой степени наполнения проявляется недостаточность полимерного связующего - его становится меньше свободного объема между микросферами. В результате не все микросферы обволакиваются пленкой связующего, и монолитность системы разрушается, что приводит к возникновению дефектных мест - пустот, рассматривающихся как проявление открытой пористости, вследствие чего снижаются эксплуатационные качества материала.

1.4.2 Патент РФ №2251563 - Антикоррозионное и теплоизоляционное покрытие на основе полых микросфер

В настоящем изобретении предлагается способ производства антикоррозионного покрытия, обладающего одновременно и высокими теплозащитными свойствами. В качестве одного из главных компонентов данного типа покрытия являются полые стеклянные, керамические, техногенные (зольные) и полимерные микросферы, заполненные разряженным и атмосферным воздухом. Вторым основным компонентом такого покрытия, в отличие от всех приведенных выше патентных аналогов, являются водные дисперсии полимерных смол, которые отвердевают и полимеризуются после испарения воды в дисперсии. Тщательно перемешанные с жидкими полимерными смолами микросферы являются отличным антикоррозионным и теплозащитным покрытием, обладающим высокими адгезионными свойствами. Работа адгезии этого покрытия к различным поверхностям, а также степень паропроницаемости покрытия определяется типом используемого полимерного связующего. Полученный результат данного изобретения способствует повышенной антикоррозионной устойчивости и теплоизоляционной защиты покрываемой поверхности, за счет низкого значения коэффициента теплопроводности (таблица 3).

Для этого типа изолирующих покрытий применяются акрилатные, стиролакрилатные, полиуретановые, бутадиенстирольные, бутадиеновые, полистирольные, винилацетатные, поливинилхлоридные и другие водные эмульсии (латексы) полимерных смол, в которые погружаются и перемешиваются микросферы. Содержание микросфер в готовой композиции может быть различным и меняться от 5 до 95 %. Латексы могут браться как в чистом виде, так и смешиваться друг с другом в различных пропорциях для достижения различной степени паропроницаемости получаемого покрытия и работы адгезии покрытия к наносимым поверхностям. Например, при использовании смесей бутадиенстирольного и акрилатного латексов (основы, в которую помещаются микросферы) можно получить покрытия с различной степенью паропроницаемости - от высокопроницаемых до высокобарьерных по отношению к водяному пару. Смесь с большим содержанием бутадиенстирольного латекса обладает высокими барьерными свойствами по отношению к водяному пару, а содержащая большое количество акрилатного латекса смесь имеет свойства хорошей паропроникающей способности.

1.4.3 Патент РФ № 2544854 - теплоизоляционная краска - покрытие

Сущность изобретения заключается в том, что теплоизоляционная краска-покрытие содержит, пленкообразующую водную эмульсию сополимера стирола и акриловых мономеров «Акрэмос-101». В качестве загустителя водный раствор акрилового сополимера «Акрэмос-401», диспергирующей добавки - полифосфат натрия, антифриза - диэтиленгликоль, коалесцирующей добавки - уайт-спирит, воду и дополнительно стеклянные микросферы на основе натрий борсиликатного стекла, а в качестве минеральных наполнителей диатомит и белую сажу. Полученный результат обладает низким коэффициентом теплопроводности (таблица 3) и малой плотностью при достаточных адгезионных свойствах.

По сравнению с известным решением предлагаемый состав краски-покрытия обладает более высокими теплоизоляционными характеристиками при обеспечении достаточной адгезионной прочности покрытия. По уровню прочих характеристик предлагаемая краска-покрытие не уступает, а по ряду показателей превосходит известные решения.

Таблица 3 - Коэффициенты теплопроводности патентов теплоизоляционной краски

Обзор, существующих аналогов теплоизоляционной краски показал, что их коэффициенты теплопроводности в разы больше, чем заявляют многие производители термокрасок, их значение λ = 0,001 Вт/(м·К). Это утверждение способствует началу расчетно-экспериментальных исследований по поиску значения коэффициентов теплопроводности теплоизоляционных покрытий.

Одно из таких исследований описано в статье преподаватель института технической теплофизики НАН Украины «О реальных физических свойствах и возможностях теплоизолирующих красок» [26].

Цель данной работы состояла в экспериментальной проверке свойств указанных красок и выявлении возможных областей их эффективного применения. Действие покрытий и тонких теплоизоляционных изделий базируется на использовании комплекса свойств - терморадиационных и кондуктивных. Поэтому для таких материалов не всегда корректно использование известных средств измерения коэффициента теплопроводности или поглощательной способности. В связи с этим в ИТТФ разработано специальное устройство для контроля теплозащитных свойств тонких материалов, в котором реализуются условия теплообмена, характерные для объекта, на котором применяются эти материалы.

Функционально - конструктивная схема устройства показана на (рисунке 2).

Рисунок 2-Функционально-конструктивная схема устройства для контроля теплозащитных свойств покрытий и красок: 1 - плита, 2 - термометр сопротивления, 3 - нагреватель, 4 - преобразователи теплового потока с вмонтированными преобразователями температуры, 5 - контролируемое покрытие, 6 - экран, 7 - вентилятор, 8 - заслонка, 9 - турбулизирующие решетки, 10, 11, 12 - термоэлектрические преобразователи температуры, ПК - персональный компьютер

Основой конструкции устройства является плита 1 из дюралюминия, в которую встроены термометр сопротивления 2 и нагреватель 3. Вместе с регулятором они образуют систему регулирования заданной температуры плиты. При проведении опытов эта температура устанавливается равной температуре объекта, для которого предназначены покрытия. В качестве первичных пре; образователей при измерениях использованы би; металлические гальванические преобразователи теплового потока (ПТП) [1] и ленточные (толщи; ной до 0,05 мм) термоэлектрические преобразователи температуры. На рабочей поверхности плиты 1 установлены три ПТП с вмонтированными преобразователями температуры (термопарами) 4. При опытах на поверхность одного из ПТП наносят контролируемое покрытие 5. Второй ПТП оставляют свободным для контроля теплообмена на незащищенной поверхности, а третий ПТП зарезервирован для нанесения покрытия с известными свойствами для сравнения с контролируемым. Напротив рабочей поверхности плиты установлен экран 6, причем для имитации различных условий теплообмена можно устанавливать экраны с разной поглощательной способностью - от 0,1 у алюминиевой фольги до 0,9 у оргстекла.

При исследованиях были определены интегральные коэффициент поглощения и степень черноты покрытия при различных температурах излучателя, а также при воздействии прямого солнечного излучения, т.е. при различном спектральном распределении теплового излучения. Определен также коэффициент теплопроводности слоя покрытия при температурах, близких к комнатным условиям. Установлено, что коэффициент поглощения испытанных красок для солнечного излучения действительно достаточно мал. Так, для двухмиллиметрового слоя краски ”Superthermo” коэффициент поглощения солнечного излучения составляет 0,04...0,05. Однако для температур излучателя от комнатных до нескольких сотен градусов интегральный полусферический коэффициент поглощения составляет 0,8...0,9, т.е. покрытие поглощает большую часть длинноволнового инфракрасного спектра. Соответственно, покрытие имеет такие же значения степени черноты и, следовательно, тепловым излучением отдается до 80...90 % энергии, излучаемой абсолютно черным телом при такой же температуре. Измеренные значения коэффициента теплопроводности для исследованных красок и покрытий лежат в диапазоне 0,05...0,09 Вт/(м·К), т.е. соответствуют теплопроводности обычных теплоизоляционных материалов и не противоречат расчетным данным для пористой акриловой смолы. Таким образом, предложенные краски могут защитить лишь от теплового солнечного излучения и эффективны для нанесения на оборудование, которое нужно защитить от перегрева: космические аппараты, газгольдеры, крыши зданий в южных регионах и т.д. В этом смысле краски действительно являются «энергоэффективными», так как позволяют экономить энергию на охлаждении и кондиционировании этих объектов. Вследствие того, что краски имеют низкую тепловую активность (тепловую восприимчивость), они могут быть использованы для защиты персонала от ожогов при кратко; временных прикосновениях к нагретым элементам оборудования, которые нельзя покрыть слоем обычной теплоизоляции (например, элементы управления задвижек и вентилей на трубопроводах). В то же время рассмотренные покрытия совершенно не способны заменить тепловую изоляцию тех объектов, где нужно защититься от потерь теплоты - теплотрасс, фасадов зданий, технологического оборудования, имеющего температуру поверхности до нескольких сотен градусов. В этих случаях необходимо применять сертифицированные по теплопроводности изоляционные материалы, толщина которых рассчитывается по известным методикам и, как правило, значительно превышает толщину слоя краски. При необходимости уменьшить радиационную составляющую теплообмена, нужно покрывать изоляцию оборудования слоем материала с низкой степенью черноты в длинноволновой области инфракрасного спектра, например, алюминиевой фольгой.

Выводы коэффициент теплопроводности термокрасок лежит в диапазоне 0,05...0,09 Вт/(м·К), коэффициент поглощения солнечного излучения - в диапазоне 0,04...0,05, а степень черноты при температурах, от комнатных до 400 С⁰ - в диапазоне 0,8...0,9. Краски могут применяться для защиты от солнечного излучения или предохранения персонала от ожогов при кратковременных прикосновениях к горячему оборудованию. Однако по сравнению с традиционной теплоизоляцией краски не эффективны при использовании для защиты от теплопотерь эксплуатирующихся при средних температурах объектов - зданий, трубопроводов, энергетического и технологического оборудования.

1.5 Основные выводы и определение направления дальнейших исследований

Таким образом, в ходе поиска информации о свойствах термокраски, были найдены её теплотехнические характеристики. Как заявляет производитель в отличие от большинства теплоизоляционных материалов, жидкое теплоизоляционное покрытие обладает низким коэффициентом теплопроводности λ = 0,001 Вт/(м·К), а также способствует низкой теплоотдаче с поверхности строительных конструкций. Наиболее простым способом изучить специфичность принципа действия термокраски является экспериментальное исследование.

На базе Вологодского государственного университета уже более 8 лет функционирует научно-образовательный центр, связанный с изучением вопросов энергосберегающей эффективности теплоизоляционных и строительных материалов. Изучаются новые способы исследования, проводятся эксперименты с существующими и новыми материалами. По заказам предприятий и частных лиц ведутся работы по изучению свойств современных теплоизоляторов.

При имеющихся условиях для проведения эксперимента перед нами были поставлены следующие задачи:

1. Экспериментальным путем найти коэффициент теплопроводности теплоизоляционной краски

. Исследовать влияния теплоизоляционной краски на теплотехнические свойства строительного материала.

2. Расчетно-экспериментальное исследование эффективности теплоизоляционной краски

.1 Постановка цели и задач для проведения эксперимента

Производитель заявляет, что, в отличие от большинства теплоизоляционных материалов, жидкое теплоизоляционное покрытие обладает низким коэффициентом теплопроводности λ = 0,001 Вт/(м·К), а также способствует низкой теплоотдаче с поверхности строительных конструкций. Таким образом, перед нами стоит цель, изучить специфичность принципа действия теплоизоляционной краски, проведя расчетно - экспериментальное исследование. Для проведения такого эксперимента были поставлены следующие задачи:

1. Изготовление требуемых образцов жидкой теплоизоляции по п.6 ГОСТ 7076-99 [36], для дальнейшего проведения измерений по нахождению коэффициента теплопроводности в соответствие с руководством по эксплуатации прибора «Измеритель теплопроводности ИТС-1» [35].

. Нанесение теплоизоляционной краски на керамические образцы с разным количеством слоев с целью исследования влияния толщины нанесения на теплотехнические свойства строительного материала.

2.2 Расчетно-экспериментальный метод определения теплотехнических характеристик теплоизоляционной краски

Для проведения эксперимента нам потребовался лабораторный прибор «Измеритель теплопроводности ИТС-1», представляющий с собой единый корпус, состоящий из измерительного блока (теплозащитный кожух, нагреватель и холодильник), а также из электронного блока. На лицевой панели устройства расположена клавиатура и графический индикатор. На задней торцевой стенке расположены выключатель, предохранитель, выход шнура сетевого питания и разъём для подключения нагревателя измерительной ячейки. Основные технические характеристики «ИТС-1» приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Основные технические характеристики ИТС-1

Устройство «ИТС-1» (Рисунок 3) предназначено для нахождения коэффициента теплопроводности и теплового сопротивления строительных и теплоизоляционных материалов методом стационарного теплового потока в соответствии с ГОСТ 7076-99 [36].

Рисунок 3 - Внешний вид измерителя теплопроводности ИТС-1.

Прибор может применяться при контроле качества выпускаемой продукции на предприятиях, производящих строительные и теплоизоляционные материалы, а также при обследовании зданий, сооружений и конструкций.

Условия использования прибора, при которых обеспечиваются нормированные метрологические характеристики:

температура окружающего воздуха 10÷35°С;

относительная влажность воздуха от 30 до 80%.

Принцип действия прибора основан на создании проходящего через исследуемый плоский образец стационарного теплового потока. По величине этого теплового потока, температуре противоположных граней образца и его толщине вычисляется теплопроводность образца λ по формуле:

 , (1)

где d - толщина образца;- плотность теплового потока, проходящего

через образец;

∆ T- разность температур между противоположными гранями образца.

Тепловое сопротивление R образца вычисляется по формуле:

 , (2)

Исследуемый образец должен иметь форму прямоугольного параллелепипеда, лицевые грани, которого - квадрат с размерами 150×150 мм. Толщина образца должна находиться в пределах от 5 до 25 мм.

2.2.1 Определение коэффициента теплопроводности образцов жидкой теплоизоляции

В соответствии с требованиями к габаритным размерам исследуемого образца для прибора ИТС-1, специалистами были изготовлены 2 некие пластины путем особого заливания жидкой теплоизоляции в формы в виде прямоугольных параллелепипедов требуемых размеров 150×150 мм и толщиной 5 мм (Рисунок 4), которые в течение 2-х недель подвергались сушке при нормальных условиях.

Рисунок 4 - Пример одной из пластин из жидкой теплоизоляции

Подлежащие испытаниям образцы последовательно помещались в измерительную ячейку прибора ИТС-1, и через программатор вводилась фактическая толщина образца. Далее испытание проводилось в автоматическом режиме. В течение определенного периода времени согласно ГОСТ 7076-99 [36] прибор определял коэффициент теплопроводности исследуемого материала. Данный эксперимент был проведен 5 раз для каждого исследуемого образца в идентичных условиях для исключения случайной погрешности. По результатам нахождения коэффициента теплопроводности λ для каждого образца определяется среднее арифметическое из n измерений по формуле (3).

,(3)

где n - количество измерений.

x - полученные значения в ходе эксперимента.

Значения λ полученные в ходе измерения приведены в (таблице 5).

В ходе проведенного опыта получены коэффициенты теплопроводности двух образцов теплоизоляционной краски (λ₁=0,1269 Вт/м·К и λ₂=0,0781 Вт/м·К), которые значительно превысили значение, заявленное производителем (λ₃ = 0,001 Вт/(м·К)).

Таблица 5 - Значения измерений коэффициента теплопроводности.

2.2.2 Исследование влияния теплоизоляционной краски на теплотехнические характеристики материалов

Для проведения эксперимента потребовалось изучить перечень строительных материалов с коэффициентом теплопроводности, входящим в рабочий диапазон прибора ИТС-1: от 0,02 до 1,5 Вт/м·К. При анализе всего разнообразие строительных материалов была выбрана керамическая плитка, с заявленным коэффициентом теплопроводности от 0,14 до 0,3 Вт/м*К. В дальнейшем, опытным путем был определен коэффициент теплопроводности равный 0,2317 Вт/м*К. Таким образом, найденный строительный материал соответствовал рабочему диапазону прибора ИТС-1, что способствовало дальнейшему проведению эксперимента.

В соответствии с руководством по эксплуатации прибора «Измеритель теплопроводности ИТС-1» [10], для измерений были изготовлены образцы керамической плитки, наибольшие грани которых имеют форму квадрата с размерами 150×150 мм и толщиной 7 мм. Грани образца, контактирующие с рабочими поверхностями плит прибора, шлифовались с целью устранения разнотолщиности и отклонение от плоскости граней (Рисунок 5).

Рисунок 5 - Образец чистой керамической плитки (слева) и с нанесенной термокраской (справа)

Перед нанесением теплоизоляционной краски образцы керамики были очищены от пыли и обезжирены, после чего на керамическую плитку при помощи малярной кисти нанесены образцы термокраски (№1 и №2) в 3 слоя (по заявленным рекомендациям производителя), а также в 2, 4 и 5 слоев. Получившиеся образцы просушены не менее 24 часов при нормальных условиях. Теплопроводность полностью высушенных образцов определена не менее пяти раз для каждого образца с помощью измерительного прибора ИТС-1.

Полученные результаты рассчитываются по формуле (3) для нахождения среднего арифметического значения коэффициента теплопроводности, которые приведены в (таблице 5).

Таблица 5 - Результаты эксперимента

По данным, полученным в ходе измерения, были построены графики зависимости коэффициента теплопроводности исследуемого материала от количества нанесенных на его поверхность слоев термокраски. (Рисунок 6).

Рисунок 6 - График зависимости коэффициента теплопроводности исследуемого материала от количества нанесенных на его поверхность слоев термокраски для образцов №1 (слева) и №2 (справа)

.

При этом получено, что данная зависимость может быть описана по линейному закону, при этом коэффициент корреляции R не выше 0,9445.

Исходя из соотношения, отражающего зависимость коэффициента теплопроводности многослойной стенки от толщины и теплопроводности составных слоев, можно расчетно-аналитическим способом определить среднюю толщину нанесенного слоя на исследуемый образец.

В соответствии с п. 2.7 СНиП 2-3-79 «Строительная теплотехника» [40] термическое сопротивление R_к, м²*°С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:

R_к = R₁ + R₂ + ... + R_n ,(4)

где R₁, R₂, ..., R_n - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²*°С/Вт, определяемые по формуле (5).

R= ,(5)

где δ - толщина слоя, м;

λ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м*°С).

Из формулы (4) следует, что термическое сопротивление керамического образца с нанесенной на его поверхность теплоизоляционной краски равно сумме сопротивлений чистого керамического образца и сопротивлению термокраски и имеет вид:

R_общ=R_{образца}+R_краски ,(6)

По формуле (5) она принимает вид:

 ,(7)

Таким образом, зная толщину керамического образца (δ₁) и коэффициенты теплопроводности краски (λ₂), исследуемого материала (λ₁) и общей композиции (λ_общ), из формулы (7) выражаем толщину нанесенного слоя (δ₂).

,(8)

По формуле (8) была определена толщина слоя нанесенного на керамический образец, соответственно для 2,3,4,5 слойнного покрытия. Далее было найдено их среднее арифметическое по формуле (3), что является средней толщиной нанесенного слоя. Для образца №1 эта величина 4,2·10^-4 м, следовательно для образца №2 - 1,3·10^-4 м.

Таким образом, наглядно показано, что жидкая теплоизоляция, не смотря на то, что величина теплопроводности значительно занижена, все же повышает энергоэффективные свойства строительного материала и повышает термическое сопротивление при увеличении толщины её нанесения.

2.2.3 Исследование эффективности термокраски на примере расчета толщины утеплителя для плоской многослойной стенки

Проведя исследование теплотехнических качеств образцов теплоизоляционной краски, встал вопрос об её эффективности по сравнению с другими видами утеплителя. Многие производители утверждают, что слой такой теплоизоляции толщиной в 1 мм способен уменьшить толщину минеральной ваты на несколько сантиметров, чтобы способствовало использованию утеплителя меньшей толщиной и приводило к экономической выгоде.

Чтобы в этом убедиться, нужно исследовать влияние термокраски слоем в 1мм на толщину минеральной ваты на примере расчета толщины утепления для плоской многослойной стенки.

Рисунок 7 - Пример утепления плоской многослойной стенки минеральной ватой. 1-силикатный кирпич, 2 - минеральная вата, 3-красный глиняный кирпич.

Для расчета возьмем классическую конструкции трехслойной стенки, состоящую из наружного облицовочного слоя силикатного кирпича толщиной 120 мм и традиционным материалом для внутренней части стены является красный глиняный кирпич толщиной 380 мм. Третий слой утепления - минеральная вата (рисунок7).Требуемую толщину утеплителя определяют расчетным путем в соответствии с нормами СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий"[35] и СНиП 23-01-99 "Строительная климатология" [38] по методике СП 23-101-2004 "Проектирование тепловой защиты зданий" [39] , а так же ведомственными, отраслевыми, территориальными нормами, государственными стандартами, стандартами организаций и иными нормативными документами.

Определение исходных данных:

•        Площадка строительства г. Вологда;

•        Тип здания: Жилое;

•        Тип конструкции: Стены;

•        Условия эксплуатации: Б;

•        Расчетную среднюю температуру внутреннего воздуха здания принимаем t_int = 20°С ;

•        Относительную влажность внутреннего воздуха φ не более 55 %;

•        Среднюю температуру наружного воздуха принимаем t_ht = -4°С ;

•        Продолжительность отопительного периода z_ht =228 сут.

Расчет требуемой толщины теплоизоляции:

Сначала определяем D_d - градусо-сутки отопительного периода (°С-сут) по формуле (9).

D_d = ( t_int - t_ht)∙ z_ht , (9)

Получается:

D_d =5472 °С-сут

Требуемое термическое сопротивление R_треб для величин D_d , отличающихся от табличных, следует определять по формуле (10).

 , (10)

где D_d - градусо-сутки отопительного периода, °С-сут, для конкретного пункта;

а, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий. Для жилых зданий a = 0,00035 и

b = 1,4.

Получается:

R_треб = 3,31 м² °С/Вт

В соответствии с п. 2.6 СНиП 2-3-79 «Строительная теплотехника» [39] термическое сопротивление R_о, м2*°С/Вт, ограждающей конструкции следует определять по формуле (9) :

 ,(11)

где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций равный 8,7 м²°С/Вт.

 - термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²*°С/Вт, определяемое по формуле (4)

 - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции равный 23 м²*°С/Вт.

По формуле (5) следует:

 ,(12)

где δ_i - толщина слоя ограждающей конструкции, м;

λ_i - расчетный коэффициент теплопроводности слоя ограждающей конструкции, Вт/(м*К).

Зная характеристики каждого слоя, приведённых в (таблице 6), производим расчет толщины утепления, с коэффициентом теплопроводности λ_вата = 0,043 Вт/м*К, ограждающих конструкций.

Таблица 6 - Характеристики слоев исследуемых многослойных стенок.

Из формулы (12) получим R_в- термическое сопротивление плоской многослойной стенки утепленной минеральной ватой, :

 ,(13)

где R_треб - требуемое термическое сопротивление,

δ _с.к - толщина слоя из силикатного кирпича, м

λ _с.к - коэффициент теплопроводности силикатного кирпича, Вт/мК

δ _к.к - толщина слоя из красного глиняного кирпича, м

λ _к.к - коэффициент теплопроводности красного глиняного кирпича, Вт/м*К

δ _м.в - толщина слоя минеральной ваты, м

λ _м.в - коэффициент теплопроводности минеральной ваты, Вт/мК

Следовательно из полученной формулы (13) выражаем значение толщины утеплителя δ _м.в , м.

 ,(14)

Проведя расчет, используя соответствующие значения, получили:

0,098745 м

Но на данный расчет не учитываеют коэффициент тепловой неоднородности стены. А любое теплопроводное включение (в том числе связи между несущей стеной и отделочным слоем) увеличивает расчетную толщину изоляции.

Современные российские нормы СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» [35] устанавливают методику расчета коэффициента теплотехнической однородности для трехслойных стен. Согласно этим нормам для фактической конструкции среднее значение коэффициента для слоистой кладки составляет около 0,87.

Следует поделить полученную выше расчетную толщину теплоизоляции на коэффициент неоднородности r =0.87.

0,098745 / r = 0,1135 м ≈ 0,120 м

Следовательно, требуемый слой утеплителя для плоской многослойной стенки должен быть толщиной не менее чем 120 мм.

Чтобы исследовать эффективное влияние 2 образцов теплоизоляционной краски на толщину минеральной ваты, потребовалось провести аналогичный расчет толщины утепления плоской многослойной стенки с дополнительным слоем теплоизоляции в виде термокраски (рисунок 8). Характеристики двух образцов представлены в (таблице 6).

Рисунок 8 - Пример утепления плоской многослойной стенки теплоизоляционной краской: 1-силикатный кирпич, 2 - минеральная вата, 3-красный глиняный кирпич, 4- термокраска №1 и №2.

Проводим соответствующий расчет по формуле (14).

а)Для теплоизоляционной краски №1:

 , (15)

0,098406/ r = 0,1311 м≈ 0,120 м

б)Для теплоизоляционной краски №2:

 , (16)

0,098194/ r = 0,1128 м≈ 0,120 м

Таким образом, расчетная проверка эффективности теплоизоляционной краски показала, что данный образцы жидкой теплоизоляции толщиной в 1мм оказали влияние на толщину минеральной ваты, уменьшив его на незначительные значения 0,00042 м и 0,00068 м, соответственно образцом №1 и образцом №2, что не способствует уменьшению требуемуемой толщины минеральной ваты равной 0,12 м.

2.3 Основные выводы по исследованию

В результате проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

) Экспериментальная проверка коэффициентов теплопроводности двух образцов теплоизоляционной краски показала, что значения не соответствуют заявленным производителем характеристикам: отклонение составило 98,7 % и 99,2 % соответственно.

) В ходе исследования получено, что теплоизоляционная краска, нанесенная на исследуемый строительный материал, повышает его энергоэффективные свойства.

) Теплоизоляционный слой краски толщиной в 1 мм оказывает влияние на толщину минеральной ваты, уменьшая его на незначительные значения 0,00044 м и 0,00074 м, соответственно образцом №1 и образцом №2.

3. Разработка нового эффективного состава теплоизоляционной краски для повышения теплотехнических качеств объектов строительства

.1 Предпосылки поиска нового решения

Расчетно-экспериментальное исследование показало, что исследуемые образцы теплоизоляционной краски малоэффективны при утеплении ограждающих конструкций, так как обладают высоким коэффициентом теплопроводности по сравнению традиционными утеплителями и не создают требуемого термического сопротивления. При всех недостатках теплоизоляционной краски, можно выделить, что использование с другими утеплителями благоприятно сказываются, на повышение теплотехнических характеристик ограждающей конструкции, без демонтажа используемого теплоизолятора. Но из-за высокого показателя теплопроводности и высокой стоимости теплоизоляционных красок, их использование экономически нецелесообразно.

Поэтому перед нами стоит задача по нахождению нового решения, которое будет экономически выгодно и более эффективно при утеплении ограждающих конструкций.

3.2 Анализ разработанного состава

При обзоре источников интеллектуальной собственности в области жидкой теплоизоляции, мною были рассмотрены некоторые существующие патенты на теплоизоляционную краску. В качестве одного из главных компонентов данных термокрасок являются полые стеклянные, керамические, техногенные (зольные) и полимерные микросферы, заполненные разряженным и атмосферным воздухом (рисунок 9). Микросферы - это мельчайшие полые шарики из природных минералов (кварц, полевой шпат), из различных видов специального стекла и покрытые тонким слоем кремниевого покрытия. Их производят на специализированных предприятиях. В России таких предприятий всего три. Производство микросфер трудоёмкое и энергоёмкое. Минералы предварительно очищаются от примесей, перерабатываются и при высокой температуре особым образом распыляются, что позволяет получить идеальную сферическую форму микросфер, причем внутри они получаются полые. За счёт свойства сохранения тепла они используются как наполнитель в теплоизоляционных строительных видов смеси.

Рисунок 9-Полые стеклянные микросферы при увеличении.

Вследствие, чего было принято решение по использованию данных микросфер в составе дешевого лакокрасочного материала. Теплоизоляционный эффект был достигнут за счет смешивания этих двух компонентов, и добавлению дополнительных пенопластовой крошки в процентном соотношении 80% краски, 20% микросферы и 10 % крошки. В дальнейшем полученный состав краски, толщиной 2 мм, нанесен на образцы керамической плитки (рисунок 8).

Рисунок 8 - Образец керамической плитки с нанесенным слоем полученной краски.

3.3 Определения коэффициента теплопроводности полученного состава

В соответствии с руководством по эксплуатации прибора «Измеритель теплопроводности ИТС-1» [10], для измерений были изготовлены образцы керамической плитки, наибольшие грани которых имеют форму квадрата с размерами 150×150 мм и толщиной 7 мм. Грани образца, контактирующие с рабочими поверхностями плит прибора, шлифовались с целью устранения разнотолщиности и отклонение от плоскости граней.

Перед нанесением теплоизоляционной краски образцы керамики были очищены от пыли и обезжирены, после чего на керамическую плитку при помощи малярной кисти нанесен новый образец краски толщиной в 2мм, который достигнут путем последовательного нанесения нескольких слоев краски. Сушка каждого слоя не менее 24 часов при нормальных условиях. Теплопроводность полностью высушенных образцов определена не менее пяти раз для каждого образца с помощью измерительного прибора ИТС-1 в соответствии с п. 2.2.1.

Полученные результаты эксперимента рассчитываются по формуле (3) для нахождения среднего арифметического значения коэффициента теплопроводности исследуемого образца. Данные эксперимента приведены в (таблице 7).

Таблица 7 - Коэффициенты теплопроводности полученные при измерении.

Результаты полученные в ходе измерение показывают эффективное влияние полученной краски на коэффициент теплопроводности материала, уменьшая его значение в 11 раз. Следовательно будет целесообразно проводить дальнейшое исследование его теплотехнических качеств.

Чтобы найти коэффициент теплопроводности полученного образца краски воспользуемся формулой (5).

 ,(17)

Таким образом, зная толщину керамического образца δ₁ = 0,007 м и толщину нанесенного слоя δ₂ = 0,002 м, коэффициенты теплопроводности керамического материала λ₁=0,2317 Вт/м*К и общей композиции λ_общ=0,0212 Вт/м*К, из формулы (7) выражаем коэффициент теплопроводности краски (λ₂):

,(18)

По формуле (8) был определен коэффициент теплопроводности новой теплоизоляционной краски равный  Вт/м*К.

Таким образом, данный состав краски имеет очень низкий коэффициент теплопроводности и в несколько раз увеличивает теплотехнические характеристики материалов, что говорит об эффективности разработанного состава.

3.4 Исследование эффективности нового теплоизоляционного состава на примере расчета толщины утеплителя для плоской многослойной стенки

Чтобы убедиться в эффективности полученной теплоизоляционной краски ,нужно исследовать влияние данного состава слоем в 1мм на толщину минеральной ваты на примере расчета толщины утепления для плоской многослойной стенки.

Для расчета возьмем классическую конструкции трехслойной стенки, состоящую из наружного облицовочного слоя силикатного кирпича толщиной 120 мм и традиционным материалом для внутренней части стены является красный глиняный кирпич толщиной 380 мм. Третий слой утепления - минеральная вата (рисунок 10).Требуемую толщину утеплителя определяют расчетным путем в соответствии с нормами СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий"[12] и СНиП 23-01-99 "Строительная климатология" [13] по методике СП 23-101-2004 "Проектирование тепловой защиты зданий" [14] , а так же ведомственными, отраслевыми, территориальными нормами, государственными стандартами, стандартами организаций и иными нормативными документами.

Исходные данные для расчета определены и проведен расчет по нахождению требуемой толщины минеральной ваты в соответствие п. 2.2.3.

Следовательно, требуемый слой утеплителя для плоской многослойной стенки должен быть толщиной не менее чем δ_м.в = 0,130 м.

Рисунок 10 - Пример утепления плоской многослойной стенки теплоизоляционной краской. 1-силикатный кирпич, 2 - минеральная вата, 3-красный глиняный кирпич, 4- новый состав теплоизоляционной краски.

Чтобы исследовать эффективное влияние слоя теплоизоляционной краски толщиной в 1мм на толщину минеральной ваты, потребовалось провести аналогичный расчет толщины утепления плоской многослойной стенки с дополнительным слоем теплоизоляции в виде термокраски (рисунок 10).

Проводим соответствующий расчет по формуле (14).

Толщина минеральной ваты с использованием нового состава теплоизоляционной краски:

 , (19)

где δ_н.к - толщина слоя краски равная 0,001 м;

λ_н.к - расчетный коэффициент теплопроводности краски равный 0,00507 Вт/м*К.

Подставив значения в формулу получаем:

,087952/ r = 0,10994 м ≈ 110 мм

где r - коэффициент неоднородности плоской стенки равный 0,87.

Таким образом, расчетная проверка эффективности показала, что данный образец термокраски толщиной в 1мм оказывает влияние на толщину минеральной ваты, и способствует использованию утеплителя толщиной плит 110 мм вместо требуемых 120 мм.

3.5 Основные выводы по исследованию

В результате проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

) В ходе исследования получено, что теплоизоляционная краска, нанесенная на исследуемый строительный материал, повышает его энергоэффективные свойства.

) С помощью расчета определен низкий коэффициент теплопроводности новой теплоизоляционной краски равный 0,00507 Вт/м*К.

) Полученный состав теплоизоляционный краски толщиной в 1 мм оказывает влияние на толщину минеральной ваты, и способствует использованию плит минеральной ваты толщиной 110 мм вместо требуемых 120 мм.

4. Расчет экономической эффективности при утеплении ограждающих конструкции зданий теплоизоляционными красками

Вопросы энергосбережения актуальны для экономики любой страны. Однако не менее важными являются вопросы окупаемости вложенных в энергосбережение средств, что обуславливает их экономическую эффективность.

Чем выше уровень тепловой защиты наружных ограждающих конструкций (стен, окон, покрытий и т.п.), тем меньшими оказываются потери тепла через них и тем меньше требуется подводить к зданию тепловой энергии для компенсации теплопотерь. Таким образом, повысив уровень тепловой защиты (теплоизоляции) наружных ограждающих конструкций можно добиться сокращения утрат тепловой энергии и как следствие, уменьшить затраты на эксплуатацию здания (уменьшить коммунальные платежи на отопление для зданий, оборудованных общедомовыми или индивидуальными счетчиками тепловой энергии). На этом принципе основан один из путей энергосбережения и повышения энергетической эффективности существующих зданий.

4.1 Расчет экономической эффективности использования теплоизоляционной краски для утепления наружных стен зданий

.1.1 Исходные данные для расчета экономической эффективности

В качестве исходных данных, для наружной стены жилого многоквартирного здания, выбраны климатические условия города Вологды. Расчетные климатические и теплоэнергетические параметры здания для климатических условий города Вологды приняты по СНиП 23-01-99 "Строительная климатология" [13] и представлены в (таблице 8).

По данным, представленных в (таблице 8), рассчитывается базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций рассчитывается по формуле:

 ,(20)

где ГСОП-градусо-сутки отопительного периода, °C ∙сут/год

а,b-коэффициенты, значения которых следует принимать по данным табл. 3 СП 50.13330 [21] для соответствующих групп зданий; для наружных стен жилых зданий a= 0,00035, b= 1,4.

Таблица 8-Расчетные климатические условия для жилых зданий, расположенных в Вологде

Получаем, что требуемое термическое сопротивления для наружных стен в Вологде:

(20)

В качестве утепляемого материала возьмем теплоизоляционную краску №1 с коэффициентом теплопроводности λ₁ = 0,1269 Вт/м∙К; краску №2 равную λ₂=0,0781 Вт/м∙К; разработанную композицию краски с теплопроводностью λ₃=0,00507.

Следовательно, по формуле (13) находим термическое сопротивление с утепленной стены минеральной ватой с коэффициентом теплопроводности 0,043 и толщиной утеплителя 120 мм и дополнительным слоем теплоизоляционной краски с оптимальной толщиной 2 мм:

= 3,825

= 3,837

= 4,203

4.1.2 Расчет экономической эффективности использования теплоизоляционной краскок для утепления наружных стен зданий

Применим для расчета сроков окупаемости утепления наружных стен рассматриваемого, типового для Вологды, здания метод приведенных затрат.

Предположим, что

П₁=К₁+Э₁∙Т,(21)

П₂=К₂+Э₂∙Т,(22)

где П₁, П₂ - затраты на капитализацию и эксплуатацию наружных стен, приведенные к 1 м² площади, руб/м² ;

К₁ - капитальные затраты на возведение 1 м² наружной стены (с учетом того, что мы рассматриваем существующее здание, К1=0), руб/м² ;

К₂ - капитальные затраты на дополнительное утепление, руб/м² ;

Э₁ - эксплуатационные затраты, учитывающие потери тепловой энергии через 1 м² наружной стены за один отопительный сезон до проведения утепления, руб/м2 ·год;

Э₂- эксплуатационные затраты, учитывающие потери тепловой энергии через 1 м² наружной стены за один отопительный сезон после утепления стен, руб/м² ·год;

Т - время, исчисляемое в годах.

Условием окупаемости для принятой модели будет равенство приведенных затрат П1 и П2, т.е.

П₁= П₂ (23)

С учетом уравнений (21), (22) уравнение (24) можно записать в виде:

К₁+Э₁∙Т= К₂+Э₂∙Т, (24)

Или с учетом того, что К₁=0:

Э₁∙Т= К₂+Э₂∙Т,(25)

Тогда из уравнения (25) можно получить следующую формулу для расчета срока простой окупаемости:

,(26)

где ∆К - разность капитальных затрат, приведенных к 1 м² наружной стены (с учетом того, что в рассматриваемом примере К1=0: ∆К=К2-К1=К)

∆Э - разность потерь тепловой энергии через 1 м наружной стены до проведения мероприятий по утеплению стен (Э₁) и после утепления (Э₂).

С учетом некоторых выражений ∆Э можно определить по формуле:

,(27)

где U₁ - коэффициент теплопередачи стены с предложенным утеплением.

U₂ -требумый коэффициент теплопередачи для наружных стен в Вологде

C_т - величина тарифа, принимаемая в:

•        руб/Гкал - при централизованном отоплении от городской ТЭЦ;

•        руб/кВт·ч - при электрическом теплоснабжении.

Для Вологды тариф на тепловую энергию составляет C_т=941,66 руб/Гкал

Требуемое (базовое) значение сопротивления теплопередаче для наружных стен жилых зданий применительно к климатическим условиям Вологды (ГСОП = 5472 ºС·сут) составляет 3,31 м 2 ·ºС/Вт. Значению сопротивления теплопередаче 3,31 м 2 ·ºС/Вт соответствует коэффициент теплопередачи, полученному по формуле:

 = 0,302 Вт/ м2 ·ºС

Предположим, что фактическое значение приведенного сопротивления теплопередаче подтверждено теплотехническими измерениями и составляет 1,0 м2 ·ºС/Вт.

Подставим в формулу (27) исходные данные для расчета и рассчитаем для рассматриваемого примера разность эксплуатационных затрат (потерь тепловой энергии через 1 м² в течение одного отопительного периода) наружной стены здания до и после утепления. Получим:

,(27)

 77 руб/м²

 77руб/м²

80 руб/м²

1)Капитальные затраты на дополнительное утепление теплоизоляционной краской №1 наружной стены существующего здания ∆К, рассчитанные согласно ТЕР 26-01-045-03, составляют 875 руб/м2 .Данная стоимость включает в себя:

·              Очистка стен от грязи -50 руб./м²;

·              Стоимость грунтовки -12 руб./м²

·              Грунтовка стен - 50 руб./м²;

·              Теплоизоляция - 462 руб./м²;

·              Покрасочные работы - 300 руб./м²;

Затраты на утепление с учетом материалов и стоимости работ на м² составляют 875 руб.

Таким образом, находим срок окупаемости мероприятия по формуле:

,(28)

Находим:

= 11,42 ≈ 12 лет

Как видно из приведенного расчета использования слоя теплоизоляционной краски №1 окупится примерно за 12 лет.

) Капитальные затраты на дополнительное утепление теплоизоляционной краской №2 наружной стены существующего здания ∆К, рассчитанные согласно ТЕР 26-01-045-03, составляют 991руб/м2 .Данная стоимость включает в себя:

·              Очистка стен от грязи -50 руб./м²;

·              Стоимость грунтовки -12 руб./м²

·              Грунтовка стен - 50 руб./м²;

·              Теплоизоляция - 548 руб./м²;

·              Покрасочные работы - 300 руб./м²;

Затраты на утепление с учетом материалов и стоимости работ на м² составляют 991 руб.

Таким образом, находим срок окупаемости мероприятия по формуле:

(28)

Находим:

= 11,44 ≈ 12 лет

Как видно из приведенного расчета использования слоя теплоизоляционной краски №1 окупится примерно за 12 лет.

) Капитальные затраты на дополнительное утепление новой композиции теплоизоляционной краски наружной стены, рассчитанные согласно ТЕР 26-01-045-03, составляют 612 руб/м² .Данная стоимость включает в себя:

·              Очистка стен от грязи -50 руб./м²;

·              Стоимость грунтовки -12 руб./м²

·              Грунтовка стен - 50 руб./м²;

·              Теплоизоляция - 200руб./м²;

·              Покрасочные работы - 300 руб./м²;

Затраты на утепление с учетом материалов и стоимости работ на м² составляют 612 руб.

Таким образом, находим срок окупаемости мероприятия по формуле:

(28)

Находим:

= 7,73 ≈ 8 лет

Как видно из приведенного расчета использования слоя новой теплоизоляционной краски окупится примерно за 8 лет.

Следовательно, сроки простой окупаемости мероприятий по утеплению наружных стен жилого дома в Вологде, утепленных теплоизоляционными красками, составили:

Для образцов теплоизоляционных красок №1 и №2 соответственно:

= 11,42 ≈ 12 лет

= 11,44 ≈ 12 лет

Для разработанного образца краски:

= 7,73 ≈ 8 лет

Вывод по расчету

Таким образом, разработанный состав в ходе расчета оказался более экономически выгодным по сравнению с исследуемыми образцами, так как его использование окупится быстрее на  4 года при нанесенном слое теплоизоляционного слоя в 2мм.

5. Безопасность жизнедеятельности при выполнении окрасочных работ

В связи с методическими рекомендациями по разработке государственных нормативных требований охраны труда, производится разработка межотраслевых и отраслевых типовых инструкций по защите труда.

Рекомендуемая разработка предполагает четкую структуру и осуществляется на основе:

а) действующих законов и иных нормативных правовых актов;

б) изучения вида работ, для которого инструкция разрабатывается;

в) изучения условий труда, характерных для соответствующей должности, профессии (вида работ);

г) определения опасных и вредных производственных факторов, характерных для работ, выполняемых работниками соответствующей должности, профессии;

д) анализа типичных, наиболее вероятных причин несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний;

е) определения наиболее безопасных методов и приемов выполнения работ.

В межотраслевую или отраслевую типовую инструкцию по охране труда рекомендуется включать разделы:

. Общие требования охраны труда.

. Требования охраны труда перед началом работы.

. Требования охраны труда во время работы.

. Требования охраны труда по окончанию работы.

При необходимости в межотраслевую или отраслевую типовую инструкцию по охране труда можно включать другие разделы.

В тексте межотраслевых и отраслевых типовых инструкций по охране труда делается минимум ссылок на какие-либо нормативные правовые акты, кроме ссылок на правила, на основании которых они разработаны.

5.1 Общие требования

Для окрасочных работ допускаются лица старше 18 лет, не имеющие противопоказаний по состоянию здоровья для выполнения данного вида работ и прошедшие целевой инструктаж по охране труда.

В процессе работы работник должен быть способен переносить следующие опасные воздействия и вредные производственные факторы:

работа на высоте;

повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

повышенная (пониженная) подвижность воздуха;

повышенный уровень статического электричества;

недостаточная освещенность рабочей зоны;

падения, обрушения предметов, материалов.

токсичность паров лакокрасочных материалов.

Краски и растворители являются легковоспламеняющимися, взрывопожароопасными веществами, кроме этого, пары таких веществ, попадая в дыхательные пути, вызывают раздражение и могут привести к отравлению. Поэтому стоит уделить особое внимание рабочей форме и средствам защиты организма.

При выполнении малярных работ работнику выдаются следующие средства индивидуальной защиты:

) костюм из смешанных тканей для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий - 1 на 1 год;

) шапка - 1 на 1 год;

) кожаные туфли - пара на 1 год;

) перчатки с полимерным покрытием - 3 шт на 1 год;

) открытые защитные очки для ношения;

) респиратор до износа.

) выбор типа средств индивидуальной защиты (СИЗ) органов дыхания следует производить в зависимости от концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны:- при содержании паров растворителей в пределах ПДК (предельно допустимой концентрации) и красочного аэрозоля, превышающих ПДК не более чем в 200 раз, вы должны использовать средства индивидуальной защиты противоаэрозольный фильтр первой степени защиты;

) при содержании паров растворителей выше ПДК (независимо от концентрации красочного аэрозоля) применять изолирующие СИЗ;

) одежда должна быть чистой, исправной, застегнутой. Спецобувь -зашнурована;

) при выполнении порученной работы работник не должен покидать свое рабочее место без разрешения непосредственного руководителя;

) при проведении окрасочных работ запрещается курить и принимать пищу. Хранение пищевых продуктов в рабочих и складских помещениях строго запрещено;

) обо всех замеченных неисправностях оборудования, приспособлений, работник должен немедленно сообщить непосредственному руководителю;

) при выполнении вручную вспомогательных операций разрешается мужчинам переносить груз весом до 20 кг, женщинам-до 10 кг. В остальных случаях груз должен перемещаться с помощью механизмов и приспособлений;

) требования настоящей инструкции являются обязательными для работника.

5.2 Требования перед началом окрасочных работ

) при выполнении опасных, незнакомых, редко выполняемых работ, работник должен получить полноценный инструктаж по охране труда, по режиму труда и отдыха, действиям в условиях чрезвычайных ситуаций с их непосредственным руководителем;

) лица, которые имеют повреждения кожи, не допускаются к краске до тех пор, пока не будет пройдено лечение, основанное на выводах медицинского врача;

) работа с аппаратами безвоздушного распыления, мешалкой с диспергатором допускаются лица, знакомые с особенностями работы устройства и принципами работы аппаратов. Не стоит забывать и о правилах эксплуатации и технического обслуживания, требованиях безопасности при работе с приборами и системами под давлением;

) перед началом работы необходимо привести в порядок рабочую одежду, подготовить исправные индивидуальные средства защиты, оборудование, инструмент, определить их исправность и пригодность к использованию;

) рабочая зона должна быть хорошо освещена и содержание скрыть в чистоте и порядке. Проходы должны быть свободными, пол, полы - чистые и сухие. Если пол или настил скользкие (покрыт краской), необходимо посыпать эти места песком;

) производить работы в резервуарах или в опасных местах, после их разгерметизации (снятия крышек люков, проемов), предварительно вентиляции, состава воздушной среды (в том числе на достаточность кислорода в воздухе) и доведение качества воздуха до приемлемых значений параметров;

) Все очистки и окрасочные работы выполняются с применением материалов, выделяющих токсичные и опасные вещества, в местах, где возможно накопление этих веществ должно производиться только при наличии непрерывно действующей системы вентиляции, обеспечивающей в помещении концентрация вредных веществ не выше ПДК и наличие кислорода не менее 20%;

) в случаях, когда технически невозможно обеспечить воздухообмен, предназначен для поддержания ПДК, все работники должны использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания;

) начать работу на лесах, монтаж, платформах и площадках можно только с разрешения непосредственного руководителя после проверки их прочности и наличия ограждения;

) все виды действующего оборудования, шланги, давления, механических средств необходимо иметь паспорт, действительный эксплуатационных параметров и инструкции по эксплуатации;

) инструменты и приспособления должны быть в исправном состоянии и соответствовать следующим требованиям: воздушные шланги пневматического инструмента должны быть без повреждений, надежно закреплены на штуцер, связанных с серендахе соски и фиксируются с помощью хомутов;  электрические и пневматические шлифовальные станки должны иметь защитные ограждения; переносные светильники должны быть заводского взрывозащитного исполнения напряжением не более 12 в;

5.3 Требования во время малярных работ

.3.1 Требования к безопасности приготовления и хранения лакокрасочных материалов

1) использование новых материалов (в том числе материалов иностранного производства) допускается, если их основные характеристики, показатели токсичности, взрыво-и пожаробезопасности;

) хранение лакокрасочных материалов на рабочем месте допускается только в готовом к употреблению виде, в плотно закрытой таре, в сумме, не превышающей замена необходимость;

) переливание лакокрасочных материалов в рабочую емкость будет решен производить на специально оборудованных открытых площадках на металлическом поддоне с бортами;

) пролил и пролил материалы должны быть немедленно удалены с соблюдением мер безопасности;

) измельчить и смешать краска должна быть специально отведенном для этой цели помещении оборудована приточно-вытяжной вентиляции;

) при хранении и приготовлении лакокрасочных материалов запрещается: использовать стальные ломы при прокатке металлических бочек, барабанов; бросать бочки, барабаны при погрузке и выгрузке; хранить материалы в открытой и неисправной таре; пользоваться открытым огнем, пользоваться электронагревательными приборами; добавлять в лакокрасочные материалы компоненты, не соответствующие установленной рецептуре состава или с неизвестными свойствами;

) при смешивании и заливке красок и растворителей, избегая попадания в глаза, следует надевать защитные очки.

5.3.2 Требования безопасности при очистке и подготовке поверхностей

Следует смачивание очищаемой поверхности

) очистка поверхностей, покрытых токсичными красками или другими способами, которые уменьшают содержание токсичных веществ в зоне дыхания работающих до приемлемого уровня;

) химическая очистка корпусных деталей должна производиться в специально оборудованных местах;

) очистка поверхностей от старых необрастающих красок, содержащих соединения свинца, сурьмы и других ядов, должны быть выполнены при постоянном смачивании очищаемой поверхности и с обязательным использованием средств индивидуальной защиты органов дыхания;

) запрещается для очистки от старой краски;

) при очистке поверхности от ржавчины, окалины, старой краски, а также при шлифовке зашпаклеванной поверхности должны быть применены к противопылевых респираторов;

) удаление нитролаковых, щелочных и других покрытий, обезжиривание поверхностей растворителями производится при естественном освещении или с использованием переносных светильников с напряжением не выше 12 в;

) в производстве моющих и травильных работ запрещается: удаление старой краски методами нагрева; применять для травления кислоты, содержащие мышьяк или его соединения; работать при неисправной или неработающей приточно-вытяжной вентиляции в помещениях, замкнутых объемах.

5.3.3 Требования охраны труда при окончании окрасочных работах

1) Выполнение окрасочных работ должно быть обеспечено необходимыми и соответствующим оборудованием, инструментов, инвентаря платформ, а также защитных устройств и защитных приспособлений;

) органы (пистолеты) высоконапорных водоструйных установок пушки должны быть оборудованы устройствами, исключающими их от случайного пуска;

) во всех случаях окраски распылением рекомендуется применение безвоздушного метода. При окраске пневматическими небулайзерами не использовать краскопульт с простыми трубчатыми соплами. Использование личного защитного оборудования воспроизводится, когда требуется распыление краски;

) перед началом работы с пистолетом необходимо проверить чистоту его канала и взаимодействие всех частей;

) для устранения чрезмерного распыления краски необходимо регулировать подачу сжатого воздуха; если регулировка не устраняет чрезмерного распыления, работу нужно остановить и сообщить непосредственному руководителю (мастеру);

) Вы не можете работать пульверизатором при неисправном манометре или при давлении выше допустимого;

) окраска мелких деталей пульверизатором производится только в специально оборудованных кабинах с качественной вентиляцией;

) в процессе нанесения краски необходимо двигаться в направлении потока свежего воздуха, чтобы аэрозоль краски и пары растворителей относились потоками воздуха от работающих;

) сбой в работе технологического оборудования должна быть заменена. Восстановить его на рабочем месте запрещено;

) использование пневматического инструмента имеет некоторые ограничения: направлять струю воздуха на людей, на пол или оборудование, использовать сжатый воздух для чистки (обдува) спецодежды; для предотвращения перекручивания, перегибов шланга, пересечения его с тросами, кабелями, ацетиленом и кислородом, шланги; смене рабочего инструмента, установке и других видов обслуживания, когда шланг сжатого воздуха; для перемещения с одного места на другое с работающим инструментом;

) в местах работы с применением токсичных и опасных веществ, может находиться не менее двух человек. В тех случаях, когда на рабочем месте может быть только один работник, необходимо обеспечить постоянное наблюдение за счет другого лица (наблюдателя), в состоянии, в случае необходимости, оказать помощь рабочему;

) во время работы в зонах высокого риска и вездесущий наблюдатель должен находиться вне помещения в районе (люка, горловины, выреза) из помещения, где ведутся работы;

) в случае внезапного прекращения действия системы вентиляции все работы должны быть немедленно прекращены, а люди должны немедленно покинуть помещение;

) работы могут быть возобновлены только после восстановления действия системы вентиляции, проведения анализа воздушной среды и доведения содержания вредных и опасных веществ до значений, установленных санитарными нормами;

) включение и выключение светильников и электрооборудования должны выполняться на открытом воздухе;

) малярные работы на высоте должны выполняться со стабильной прочной платформой или лесов, имеющих ограждения высотой 1,1 м и бортовые доски высотой не менее 0,15 м. Ширина настила на платформе и лесах должна быть не менее 1 метра. Работать на неисправном, недостаточной безопасности лесов и подмостей, переносных лестниц и других неустойчивых приспособлений запрещается;

) при работе на лесах и подмостях не разрешается: перегружать леса материалом, отходами и др.; для работы на произвольно уложенных досок, плит и т. д.; выпадающем пунктов;

) ремни безопасности и страховочные тросы должны быть осмотрены работником перед началом работы. К использованию допускаются только пояса и канаты, прошедшие проверку и находящиеся в хорошем состоянии. После подъема на высоту нужно закрепиться карабином или страховочную веревку к прочной конструкции;

) подъем материалов и инструмента на высоту должен производиться механически. Однако, в некоторых случаях, осуществлять подъем приходится вручную, с помощью каната. Запрещается поднимать инструмент и материалы на подмости и леса при передвижении по лестнице;

) применение лакокрасочных составов с содержанием свинцовых соединений до 1% допускается при окраске вручную распылением (воздушным, безвоздушным, электростатическим). Применение лакокрасочных материалов с более высоким содержанием свинца возможно при условии обеспечения содержания воздуха свинцовых соединений до уровня ПДК и красочной пыли в количестве не более 5 мг/куб. м;

) во время распыления эмалей, а также в течение 1 часа после покраски в радиусе 25 м от места окраски не допускается производство любых работ, рабочими других профессий и присутствие посторонних лиц;

) тара из-под красок, лаков, эмалей, растворителей и других материалов должны периодически очищаться с наружной и внутренней сторон. Очистка контейнеров путем сжигания запрещена;

) мыть контейнеры, ведра, щетки, опрыскиватели, разрешается только в специально отведенных местах, оборудованных местной вентиляцией. 3.3.24. Пролитые на пол лакокрасочные материалы и растворители должны быть немедленно удалены с опилками и промывают водой и т. д. и уборку эпоксидных лакокрасочных материалов следует бумагой, а затем ветошью, смоченной ацетоном, а затем насыпают место вымыть теплой водой с мылом;

) лакокрасочных материалов отходы, ветошь после употребления необходимо складывать в специальные ящики, с плотно пригнанными крышками. Лакокрасочные материалы отходы сливать в канализацию запрещается;

) Не допускается для ручной покраски лакокрасочных материалов, содержащих хлорированные углеводороды и метанол. В случае необходимости нанесения этих лакокрасочных материалов методом кисти, месте работы, должны быть оборудованы эффективной системой вентиляции. Для индивидуальной защиты работник должен использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания с подачей чистого воздуха и защитные очки;

) при производстве малярных работ запрещается осуществлять рабочие действия одновременно на нескольких уровнях по вертикали, тем более без устройства сплошного настила; в качестве растворителей используются и состав для обезжиривания высокотоксичные растворители (метиловый спирт, этилированный бензин, хлороформ, дихлорэтан и др.); окрашивание изделий лаками и эмалями на основе эфиров целлюлозы в качестве растворителя использовать бензол (должен быть заменен толуолом), и применить пиробензола и легким растворителем; применяется путем распыления лакокрасочные материалы, содержащие соединения сурьмы, мышьяка, ртути, меди, хрома, а также составы на основе каменноугольного лака; изменить рекомендуемый технологический порядок нанесения красок, использовать краски с низкой вязкостью, для увеличения расстояния от распылительной головки до окрашиваемой поверхности, использовать другие сопла для повышения давления и т. д., что может привести к увеличению концентрации паров растворителей и краски брызг в воздухе рабочей зоны; наносить лакокрасочное покрытие на поверхности действующих механизмов, а также узлов, которые не отключены от электросети, работать под вращающимися частями машин и станков; использовать неорганические растворители для мытья рук; поставить емкости с краской ближе 10 м от сварочного аппарата.

5.4 Требования для выполнения малярных работ

) приборы и прочие механизированные инструменты после использования необходимо промыть растворителем и очистить в месте их хранения. Шланги, щетки, валики и т. д. после очистки растворитель можно хранить в металлических шкафах и ящиках;

) остатки краски, лаки, растворители следует сливать в закрытую тару;

) После окончания окрасочных работ вентиляция помещений должна продолжаться до практического высыхания последнего слоя.

По окончании работы необходимо:

•        убрать краску, ведра, тару, кисти, другой инструмент и средства индивидуальной защиты в установленных местах хранения;

•        для очистки рабочего места, закрыть все люки, проемы, где можно снять временные ограждения и знаки безопасности, убрать провода переносного освещения;

•        одежда и обувь должны быть убраны в специальный шкаф, в случае загрязнения спецодежды сдать ее в стирку (заменить);

•        вымыть руки и лицо теплой водой с мылом или принять душ.

6. Влияние красок на экологию окружающей среды

.1 Экологические аспекты применения лакокрасочных материалов

Более 80 % продукции в машиностроении, металлообработке и строительстве подвергаются окрашиванию лакокрасочных материалов (ЛКМ), которые являются универсальным, доступным и эффективным способом защиты металлов от коррозии в различных отраслях промышленности.

ЛКМ - сложные многокомпонентные системы, содержащие пленкообразователи, пигменты, наполнители и др. Органические растворители занимают значительную часть состава большинства ЛКМ. Неорганические соединения, такие как оксиды, соли тяжелых металлы используют, как правило, в качестве пигментов.

При нанесении ЛКМ в окрасочных камерах образуются твердые, пастообразные и жидкие отходы, пары растворителей и вода, насыщенная растворителями. ЛКМ - это не просто композиционные составы, наносимые на отделываемые поверхности, а сложная многокомпонентная система, содержащая смолы, пигменты, наполнители и т. д. Существенным компонентом большинства покрытий являются органические растворители. В качестве красителей обычно используют неорганические соединения: оксиды, соли, тяжелые металлы.

Наибольшую опасность для организма человека представляют летучие органические вещества, которые входят в состав растворителей, выбрасываемых в атмосферу при нанесении и сушке краски. Тяжелые металлы, содержащиеся в аэрозоли, образуются при нанесении покрытий. Изоцианаты, фталевый и малеиновый ангидриды, формальдегид, жирные кислоты и другие соединения, выделяются при сушке покрытия (особенно при высокой температуре).

В соответствии существующим нормативным документам (ГОСТ, ТУ и пас-порта безопасность) концентрация летучих веществ и тяжелых металлов в воздухе при нанесении и сушке ЛКМ не должна превышать предельно допустимых в воздухе рабочей зоны и в процессе эксплуатации покрытия, температура окружающего воздуха также не должна превышать допустимой нормы.

Летучие органические соединения (кетоны, спирты, эфиры) могут послужить причиной различных аллергических реакций и отравлений, а также стирол, хлорбензол, этилбензол являются канцерогенами.

Результаты количественного анализа, проводимый методом газовой хроматографии органических соединений, выделяющихся из покрытий, показали превышение предельно допустимых концентраций некоторых веществ в десятки раз. А методом атомной абсорбции определено, что при нанесении и сушке покрытий в рабочей зоне наблюдается значительное превышение ПДК тяжелых металлов (чушка, хром, цинк, кадмий и др.). Значительная часть покрытия классифицируются как опасные.

Выделить вещества для повторного использования в производстве можно с помощью некоторых методов. Например, для очистки отходящих газовых выбросов существует множество способов: окисление атмосферным кислородом на катализаторах, прямое сжигание вредных примесей, не исключение и сорбционные методы.

Отметим, что на рынке покрытий преобладают материалы, в основе которых имеются органические растворители. Они имеют ряд преимуществ:

• лекарство при низкой температуре и высокой влажности;

• форма высокое качество покрытия на сложных подложках (слабо окрашенные или пыльных поверхностей);

• простота в применении.

В настоящее время особое внимание уделяется требованиям к безопасности и охране окружающей среды. С помощью инженерно-технических решений возможно сократить количество выбросов вредных веществ в атмосферу.

Примером может послужить изготовление лакокрасочной продукции (оптимизация процесса окраски, автоматизация оборудования, модернизация систем рециркуляции и очистки отходов) или внедрение новых материалов, отвечающих современным требованиям (с высоким сухим остатком, водоразбавляемые, порошковые и радиационно-отверждаемые).

Решение проблем охраны окружающей среды (воздушного и водного бассейнов) от загрязнений ориентируют на увеличение производства экологически безопасных покрытий.

Покрытия с высоким сухим остатком позволяют на 20 - 30%, снизить потребление органических растворителей, уменьшить расход при нанесении, и в 1,5 - 2 раза увеличить срок службы покрытий. Благодаря этому покрытия будут иметь улучшенный декоративный вид и обладать защитными свойствами. Такие материалы включают алкидная Эмаль ПФ-1250, ЭП-1236 эмаль amoxicilina и т. д. Содержание сухих веществ 65 - 75 %. Однако, эти материалы стоят дороже, чем традиционные и лечение производится более медленно.

Перспективными материалами с экологической, технологической и экономической точек зрения является водорастворимая, в том числе водно-дисперсионная краска. Главным их преимуществом можно считать использование воды вместо дорогих, горючих, токсичных, которые необратимо теряют органические растворители. Кроме этого они не имеют запаха, быстро высыхают, легко наносятся на поверхность, имеют хороший декоративный вид и широкий спектр цветов.

Отсутствие в составе водных органических растворителей значительно снижает количество вредных выбросов в атмосферу, уменьшает пожароопасность, токсичность и создает благоприятные условия труда при проведении окрасочных работ.

Заключение

В результате проделанной работы получены следующие результаты:

) Выполнен анализ современных теплоизоляционных материалов

) Исследован новый вид теплоизолятора теплоизоляционная краска,

) Произведен обзор патентов и научных журналов.

) Разработана методика исследования по определению эффективности теплотехнических характеристик термокраски

) Разработан новая композиция теплоизоляционной краски

)Выполнен соответствующие расчеты технической и экономической эффективности, а так же посчитан экономический эффект.

) Описаны общие положения и требования по безопасности жизнедеятельности при окрасочных работах объектов строительства.

) Рассмотрен вопрос о влияния красок на экологию окружающей среды

) Подготовлена презентация, в которой отражены тема и цели диссертационной работы.

Список использованных источников

1.          «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики» Указ Рос. Федерации от 4 июня 2008 г/ Рос. газ. - 2006. - 10 марта.

2.      «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» закон Рос. Федерации от 23ноября 2009 г. N 261-ФЗ: принят Гос. Думой Федер. Собр. Рос. Федерации 11 ноября 2009 г.: одобр. Советом Федерации Федер. Собр. Рос. Федерации 18 ноября 2006 г. // Рос. газ. - 2006. - 10 марта.

.        Данилова О.Л. Практическое пособие по выбору и разработке энергосберегающих проектов / О.Л. Данилова /- Москва.: под ред. О.Л. Данилова, П.А. Костюченко, 2006. - 668 с.

.        Данилов О.Л. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях: учебник/ О.Л. Данилова/ Московский энергетический институт .- Москва.: МЭИ,2010. - 188 с

.        Чернова В.Э., Шмулевич Т.В. Актуальность энергосбережения. Государственная политика в области повышения эффективности использования энергии: учебное пособие - Санкт-Петербургб.: СПбГТУРП - 2014. - 68 с.

.        Государственная информационная система в области энергосбережения и энергетической эффективности. [Электронный ресурс] / Экспертный портал по вопросам энергосбережения. Режим доступа - http://gisee.ru/bussiness/actual_articles/ 36.

.        Энергосбережение и энергоэффективность. [Электронный ресурс] / Сайт министерства энергетики Российской Федерации. Режим доступа - http://minenergo.gov.ru/activity/ 37.

.        ЭнергоСовет. [Электронный ресурс] / Портал по энергосбережению. Режим доступа - http://www.energosovet.ru/bul_stat.php?idd=100.

.        Коротких А.Г Теплопроводность материалов: Учебное пособие / Томский политехнический университет. - Томск.: Изд. ТПУ - 2011. - 97с.

.        Походун А.И., Шарков А.В. Экспериментальные методы исследований. Измерение теплофизических величин: учеб.пособие / А.И. Походун, А.В. Шарков - Санкт-Петербургб.: СПб ГУ ИТМО, 2006. - 87 с.

11.        Богуславский, Л.Д. Экономия теплоты в жилых зданиях: науч.- практ. пособие / Л. Д. Богуславский. - Москва.: Стройиздат, 1990. - 119с.

12.    Альперович, И. А. Керамические стеновые и теплоизоляционные материалы в современном строительстве / И. А. Альперович // Строительные материалы. - М.: Стройматериалы, 1997. - №2.- С. 12-14.

.        Гузман, И.Я. Некоторые принципы образования пористых керамических структур. Свойства и применение / И. Я. Гузман // Стекло и керамика. - Москва.: Экспоцентр, 2003. - № 9. - С. 28 - 31.

14.        Верещагин В. И. Использование природного и техногенного сырья Сибирского региона в производстве строительной керамики и теплоизоляционных материалов / В. И. Верещагин, В.М. Погребенков, Т.В. Вакалова // Строительные материалы. - М.: Стройматериалы, 2004. - № 7. - С. 28-32.В.В. Бухмиров, А.К. Гаськов Применение тонкопленочных покрытий в целях энергосбережения / Бухмиров В.В., Гаськов А.К. / Вестник ИГЭУ. - Иваново.: Вестник ИГЭУ - 2015 г. - №5. - С.1-6.

15.    Дружинина Т.Я. Актуальность применения жидкой сверхтонкой теплоизоляции в строительстве и эксплуатации промышленных и гражданских объектов. Строительсво и архитектура / Т.Я. Дружинина / - Иркутск.: Вестник ИрГТУ. - 2013. - №2 - С.101- 104.

.        Перехоженцев, А. Г. Исследование тепловых характеристик сверхтонкой изоляции./ А. Г. Перехоженцев // Интернет-вестник ВолгГАСУ. - Волгоград.: ВолгГАСУ. - 2011. - № 2. - С. 1-12.

.        Щербак А. С. Исследование свойств современных теплоизоляционных материалов / А. С. Щербак / Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета различного транспорта. - Днепропетровск.: ДНУРТ. - 2013. - С.136-143.

.        Бобров Ю.Л Теплоизоляционные материалы и конструкции / Ю.Л. Бобров / Учеб. для средних профессионально-технических учебных заведений- Москва.: ИНФРА-М, 2003. - 268 с

.        Игнатова О.А. Технология изоляционных строительных материалов и изделий. / О.А. Игнатова / Тепло- и гид- роизоляционные материалы и изделия: учеб. пособие для студ. учреждений высш. проф. образования. В 2 ч. Ч. 2. - Москва.: Изд. центр «Академия», 2012. - 288 с

.        Антонова А.М., Воробьев А.В. К выбору материалов для нетрадиционной тепловой изоляции оборудования ТЭС и АЭС / А.М. Антонова, А.В. Воробьев / Энергетика: экология, надежность, безопасность: материалы XIV Всерос. науч.- техн. конф. - Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 289 с

.        Войлоков И. А. Перспективы развития рынка теплоизоляционных материалов/ И. А. Войлоков // Сборник трудов второй Всероссийской научно-технической конференции “Строительная теплофизика и энергоэффективное проектирование ограждающих конструкций ”. - Санкт-Петербургб, 2009. - С.26-33.

.        Теплоизоляторы нового поколения// СтройЭкспертиза. - Казань.: - 2010. - №10. - С. 51.

.        Чумадова, Л. И. Теплотехнические характеристики жидкого керамического теплоизоляционного материала на основе алюмосиликатных и натриево-боросиликатных микросфер / Л. И. Чумадова, М. Ю. Скориков, Т. Г. Степанян, М. В. Морозов, Д. М. Вестников. // Интернет-журнал Современные научные исследования и инновации, 2016. - № 1. Режим доступа: http://web.snauka.ru/issues/2016/01/62263

.        Обзор предложений жидкокерамических теплоизоляционных покрытий на рынке Украины [Электронный ресурс] // Современные утеплители. Режим доступа: http://www.spbrb.ru/articles_26_woods_house.htm

.        Патентный поиск [Электронный ресурс] / - Режим доступа: http://www.freepatent.ru

.        Декуша Л.В., Грищенко Т.Г., Воробьев Л.И. О реальных физических свойствах и возможностях “теплоизолирующих” красок. / Л.В. Декуша, Т.Г. Грищенко, Л.И. Воробьев / Промышленная теплотехника,2006- № 5 - С. 93-96.

.        Бояринцев А.В. Тепло, сохраненное КОРУНДом Кровельные и изоляционные материалы / А.В. Бояринцев / - Москва.: Промышленная теплотехника,2006- № 5 - С. 93-96.

.        Образцов Д.В., Фокин В.М. Исследование прочностных и теплофизических свойств наномодифицированных строительных и теплозащитных материалов / Д.В. Образцов, В.М. Фокин/ Вестник ТГТУ,2012. - Т.18, № 4. - С. 1051-1061.

.        Кисляк С.М., Сеначин П.К. Исследование теплозащитных свойств теплоизоляционного покрытия Re-Therm / С.М. Кисляк, П.К. Сеначин / Ползуновский вестник,2014. - № 1. - С. 64-67. 8.

.        Бухмиров В.В., Гаськов А.К., Орищенко Е.А. Исследование энергосберегающих покрытий / В.В. Бухмиров, А.К. Гаськов, Е.А. Орищенко / Состояние и перспективы развития электротехнологий: сб. науч. тр. Междунар. науч.-практич. конф. (XVI Бенардосовские чте- ния). - Иваново, 2011. - Т. 2. - С. 164-165.

.        Гаськов А.К., Бухмиров В.В. Экспериментальный стенд для определения коэффициента теплопроводности / А.К. Гаськов., В.В. Бухмиров / Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: тез. докл. XIX Междунар. науч.-техн. конф. студ. и асп. В 4 т. Т. 4. - М.: Изд. дом МЭИ, 2013. - 334 с. Э

.        Завадский В.Ф. Технология изоляционных строительных материалов и изделий./ В.Ф. Завадский / Стеновые материалы и изделия: учеб. пособие для студ. учреждений высш. проф. образования В 2 ч. Ч.1. - Москва.: Изд. центр «Академия», 2012. - 192 с.

.        Исследование тепловых характеристик сверхтонкой теплоизоляции «Корунд» : Технический отчет. [Электронный ресурс]: / Волгоградский технический университет. - Волгоград.: ВТУ - 2011. Режим доступа - http://www.korund34.ru/static/docs/nauch-docs/isp_kor_teplofiz.pdf

.        ИТС-1 измеритель теплопроводности [Электронный ресурс]: / Руководство по эксплуатации. - Челябинск.: Интерприбор, 2017. // Интерприбор [сайт]. - Режим доступа: https://www.interpribor.ru

.        ГОСТ 7076-99. Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме / Межгосударственный стандарт. - Москва.: Госстрой России, 2000.

.        СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий / Строительные нормы и правила - Москва.: Госстрой России, 2004.

.        СНиП 23-01-99 "Строительная климатология"/ Строительные нормы и правила - Москва.: Госстрой России, 2004.

.        СП 23-101-2004 "Проектирование тепловой защиты зданий""/ Строительные нормы и правила - Москва.: Госстрой России, 2004.

.        СНиП 2-3-79 «Строительная теплотехника» / Строительные нормы и правила - Москва.: Госстрой России, 2004.

.        Горшков А.С., Немова Д.В., Ватин Н.И. Формула энергоэффективности / А.С Горшков., Д.В Немова., Н.И. Ватин / Строительство уникальных зданий и сооружений. - Москва.: АВОК-ПРЕСС, 2013. №7 (12). С. 49-63.

.        Горшков А.С.,. Технология и организация строительства здания с нулевым потреблением энергии / Дерунов Д.В., Завгородний В.В / Строительство уникальных зданий и сооружений. - Москва.: АВОК-ПРЕСС, 2013. №3 (8). С. 12-23.

.        Ватин Н.И. Альбом технических решений по применению теплоизоляционных изделий из пенополиуретана марки «SPU-INSULATION» в строительстве жилых, общественных и промышленных зданий /, Величкин В.З., Горшков А.С., Пестряков И.И., Пешков А.А., Немова Д.В., Киски С.С. // Строительство уникальных зданий и сооружений - Санкт-Петербург.: Санкт-петербургский политехнический университет,2013

.        Ватин Н.И Влияние уровня тепловой защиты ограждающих конструкций на величину потерь тепловой энергии в зданиях / Ватин Н.И., Немова Д.В., Рымкевич П.П., Горшков А.С. / - Санкт-Петербург.: Инженерно-строительный журнал,2012. - № 8 (34). - С. 4-14.

.        Горшков А.С., Гладких А.А. Влияние растворных швов кладки на параметры теплотехнической однородности стен из газобетона / - Санкт-Петербург.:Инженерно-строительный журнал. 2010. № 3. С. 39-42.

.        Ватин Н.И., Горшков А.С., Глумов А.В. Влияние физико-технических и геометрических характеристик штукатурных покрытий на влажностный режим однородных стен из газобетонных блоков // Инженерно- строительный журнал. 2011. № 1. С. 28-33.

.        Региональная концепция обеспечения энергетической эффективности жилых и общественных зданий / Аверьянов В.К., Байкова С.А., Горшков А.С., Гришкевич А.В., Кочнев А.П., Леонтьев Д.Н., Мележик А.А., Михайлов А.Г., Рымкевич П.П., Тютюнников А.И. // Жилищное строительство. 2012. № 3. С. 2-4.

.        15. Горшков А.С., Байкова С.А., Крянев А.С. Нормативное и законодательное обеспечение государственной программы об энергосбережении и повышении энергетической эффективности зданий и пример ее реализации на региональном уровне / - Санкт-Петербург.:Инженерные системы. АВОК - Северо-Запад. 2012. № 3. С. 24.

.        Горшков А.С. Нормирование потребления зданиями энергии. Расчет потребления зданиями тепловой энергии на отопление и вентиляцию за отопительный период: учеб. пособие / А.С. Горшков, Н.И. Ватин. - Санкт-Петербург.: Изд-во Политехнического университета, 2011. 212 с.

.        Горшков А.С. Инженерные системы. Руководство по проектированию, строительству и реконструкции зданий с низким потреблением энергии: учеб. пособие / А.С. Горшков. - Санкт-Петербург.: Изд-во Политехн. ун-та, 2013. 162 с.

.        Ватин Н.И., Горшков А.С., Немова Д.В. Энергоэффективность ограждающих конструкций при капитальном ремонте / Санкт-Петербург.: Строительство уникальных зданий и сооружений. №3 (8). 2013. С. 1-11.

.        Горшков А.С. Энергоэффективность в строительстве: вопросы нормирования и меры по снижению энергопотребления зданий // Инженерно-строительный журнал. 2010. № 1. С. 9-13. 20. Горшков А.С., Гладких А.А. Мероприятия по повышению энергоэффективности в строительстве / Санкт-Петербург.: Academia. Архитектура и строительство. 2010. № 3. С. 246-250.

.        Иванов И.Е. Экспериментальные исследования эффективности жидкой теплоизоляции по ГОСТ 7076-99 / И.Е Иванов / Наука и инновации в XXI веке: актуальные вопросы, открытия и достижения: сборник статей IV Международной научно-практической конференции. В 3ч. Ч.1 - Пенза.: МЦНС «Наука и просвещение». - 2017. - С.41-50.