Влажностный режим ограждений

В толщу ограждения влага попадает во время кладки с растворами, а в дальнейшем происходит увлажнение атмосферной влагой, влагой внутреннего воздуха, грунтовой влагой. Для защиты стен от атмосферной влаги наружные поверхности штукатурят или облицовывают. Для защиты стен от грунтовой влаги устраивают в цокольной части гидроизоляцию.

При эксплуатации зданий существует два вида увлажнения: гигроскопическая влага, поглощаемая пористым материалом из окружающего воздуха, и конденсационная влага, образующаяся на внутренней поверхности стен и появляющаяся при конденсации в ограждениях водяных паров воздуха. Степень насыщения воздуха водяным паром определяет относительная влажность j.

Наблюдать действие гигроскопической влаги можно на примере стен, выполненных из силикатного кирпича. При большой влажности воздуха такие стены темнеют, так как кирпич впитывает влагу. Влага нарушает структуру материала и его прочность, поскольку при замерзании влага, находящаяся в конструкции, увеличивается в объеме, создавая внутреннее напряжение в материале. Растворенные во влаге агрессивные вещества, проникая в конструкцию, вызывают коррозию не только металлических конструкций и арматуры в железобетоне, но и кирпича, бетона.

При увлажнении материалов снижается коэффициент теплопроводности ограждения, возрастает теплопередача и нарушается температурно-влажностный режим внутри помещения, что отражается на самочувствии людей. При высокой влажности и высокой температуре снижается возможность испарения, в помещении душно, трудно дышать. При очень низкой влажности и высокой температуре не только ощущение жары, но и пересыхает слизистая оболочка, что так же ухудшает самочувствие. Нормативными для жизнедеятельности человека являются относительная влажность помещения от 50 до 60 % и температура воздуха 18–20°С.

Конденсат выпадает в первую очередь на более охлажденных поверхностях: в углах помещений, на более холодных стеклах окон.

Появление конденсата на внутренней поверхности стены можно предупредить увеличением сопротивления теплопередаче ограждения R₀ за счет утолщения стен, средствами вентиляции или повышением температуры внутреннего воздуха. Для ликвидации запотевания внутренних стекол окон достаточно увеличить воздухообмен, т.е. проветриванием снизить влажность воздуха в помещении. Если конденсат выпал на внутренней поверхности наружного стекла, следует ликвидировать доступ теплого и влажного воздуха в межстекольное пространство, заделав щели внутреннего переплета.

Если температура и влажность внутреннего воздуха очень высоки, конденсат может выпадать не только на внутренней поверхности ограждения, но и внутри его, происходит движение пара из помещения наружу – диффузия водяного пара (рисунок 20).

Рисунок 21 – Название

При проницании водяного пара через слой материала последний оказывает сопротивление.

Сопротивление паропроницанию R_n однослойной конструкции или отдельного слоя многослойного ограждения вычисляется по формуле

(35)

где d – толщина слоя ограждения, м; m – расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждения, мг/(мчПа), принимаемый по прил. 3*.[2].

Общее сопротивление паропроницанию многослойного ограждения вычисляется по формуле

(36)

Сопротивление паропроницанию воздушных прослоек в ограждении принимают равным нулю независимо от расположения и толщины прослоек.

Сопротивление паропроницанию R_n конструкции определяют в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации.

Плоскость возможной конденсации однослойной конструкции распологается на расстоянии, равном 2/3 толщины конструкции, а в многослойной совпадает с наружной поверхностью утеплителя.

Конденсация пара внутри ограждения снижает теплотехнические качества ограждения.

При образовании конденсата между наружной штукатуркой и кладкой из пористого кирпича при отрицательных температурах наружного воздуха образуются ледяные линзы и происходит отслаивание наружной отделки стен.

В покрытии плоскость возможной конденсации располагается под стяжкой или гидроизоляцией. Зимой замерзшая вода образует линзу льда, которая, увеличиваясь в объеме, отдирает гидроизоляцию или стяжку.

Требуемое сопротивление паропроницанию R_n^тр определяется из условия недопустимости накопления влаги в ограждении за годовой период отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха по формулам:

(37)

(38)

где е_в – упругость водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и влажности этого воздуха (прил.); R_n.н. – сопротивление паропроницанию, м²чПа/мг (по формуле); е_н – средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период [1]; z₀ - продолжительность, сут, периода влагонакопления, равного периоду c отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха [1]; Е₀ – упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации при средней температуре наружного воздуха периода с отрицательными среднемесячными температурами [1]; g_w – плотность материала увлажняемого слоя кг/м³, принимаемая равной g₀ по прил. 3* [2]; d_w – толщина увлажняемого слоя ограждения, м; DW_ср – предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале, % табл. 14* [2]; Е – упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации

(39)

где Е₁, Е₂, Е₃, – упругости водяного пара, Па, принимаемые по температуре в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов [2].

Таблица 10 – Название

(40)

где е_н.о. – средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными температурами [1].

Контрольные вопросы:

1. Напишите закон Фурье.

2. Охарактеризуйте коэффициент теплопроводности.

3. Дайте определение термическое сопротивление R.

4. Дайте определение общее сопротивление теплопередаче R₀.

5. Дайте определение требуемое сопротивление теплопередаче R₀^тр.

6. Сформулируйте порядок расчета толщины ограждения.

7. Правила построения графика распределения температур.

8. Как определить слой резких колебаний температур?

9. Что такое массивность ограждения?

10. Дайте определение теплоустойчивость ограждения.

11. Как определить температурный перепад давлений?

12. Охарактеризуйте коэффициент воздухопроницаемости i.

13. Дайте определение сопротивление воздухопроницаемости R_u.

14. Дайте определение требуемое сопротивление воздухопроницаемости R_u^тр.

15. Охарактеризуйте коэффициент паропроницаемости m.

16. Дайте определение сопротивление паропроницаемости Р.

Лекция 5 (2 часа)