Влажностный режим ограждения

Сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции должно быть не ниже требуемого, определяемого по теплотехническим нормам [2].

Расчет возможного влажностного режима заданной конструкции ограждения предлагается провести, исходя из стационарного режима и учитывая только диффузию водяных паров через ограждение [2, 3]. В результате расчета необходимо сделать вывод о возможности конденсации водяных паров в толще ограждения.

Сначала необходимо найти распределение температуры по толщине ограждения при температуре наружного воздуха t _н, равной температуре наиболее холодной пятидневки t _хп. Искомые температуры можно определить аналитическим или графическим методом.

В первом случае расчет выполняется по формуле

, (13)

или , (14)

где t _x - температура в сечении x, ⁰ C;

t _в- расчетная температура внутреннего воздуха, ⁰ C;

R ₀- общее сопротивление теплопередаче ограждения, м ²× ⁰ C / Вт;

- сумма термических сопротивлений на участке от воздуха помещения до рассматриваемого сечения, м ²× ⁰ C / Вт;

q = (t _в- t _н)/ R ₀- теплопотери через 1 м ² поверхности стены, Вт/м ².

Пример 2. Найти распределение температур по толщине трехслойного ограждения (см. пример 1).

Исходные данные

Термические сопротивления слоев следующие: R ₁ = 0, 154; R ₂ = 1, 9; R ₃ = 0, 031 м ²× ⁰ C / Вт. Сопротивление тепловосприятию на внутренней поверхности R _в = 1 / a_в = 0, 115 м ²× ⁰ C / Вт, сопротивление теплоотдаче на наружной поверхности R _н = 1 / a_н = 0, 043 м ²× ⁰ C / Вт, t _в = 20 ⁰ С, t _н = – 28 ⁰ С.

Решение

Общее сопротивление теплопередаче

= 0, 115+0, 154+1, 9+0, 031+0, 043 = 2, 24 м ²× ⁰ C / Вт.

Теплопотери через 1 м ² поверхности стены q = (20 + 28) / 2, 24 = 21, 4 Вт / м ².

Для расчета температуры внутренней поверхности ограждения t _в сумма термических сопротивлений на участке от воздуха помещения до внутренней поверхности стены равна R _в .Тогда

t _в = 20 ­ 21, 4× 0, 115 = 17, 5 ⁰ С.

Температура на границе первого и второго слоев

t₁ = 20 – 21, 4(0, 115+0, 154) = 14, 2 ⁰ С.

Аналогично для остальных температур:

t₂ = 20 - 21, 4 (0, 115+0, 154+1, 9) = - 26, 5 ⁰ С.

t_н = 20 - 21, 4 (0, 115+0, 154+0, 9+0, 031) = - 27, 1 ⁰ С.

Рис. 3. Определение температур в ограждении графическим методом

Значения температур на границах слоев определяются точками пересечения наклонной линии изменения температуры с вертикальными линиями, проходящими через границы термических сопротивлений соответствующих слоев.

График изменения температуры по толщине ограждения наносится также на чертеж ограждения, выполненный в масштабе 1: 5 (рис. 4, а). На чертеже в нижней части строится шкала значений парциальных давлений водяных паров в масштабе и производится построение линии максимальных парциальных давлений Е, значения которых определяются в зависимости от температур в слоях ограждения по формуле М.И. Фильнея [6] в диапазоне температур 0...100 ^о С:

, (15)

где Е - парциальное давление насыщенного водяного пара, Па;

t - температура пара (воздуха), ^о С.

Учитывая криволинейный характер зависимости Е от температуры, рекомендуется определять Е в трех точках каждого материального слоя ограждения.

Рис. 4. Распределение температуры (а) и парциального давления водяного пара (б) по толщине ограждения

График изменения действительных парциальных давлений водяных паров по толщине ограждения может быть построен по вычисленным их значениям в характерных точках ограждения:

, (16)

или

, (17)

где е _в, е _н- действительные парциальные давления водяных паров во внутрен-

нем и наружном воздухе, Па: е _в = j_в Е _в; е _н = j_н Е _н;

j_в, j_н- относительная влажность внутреннего и наружного воздуха (0, 6 и

0, 8 соответственно);

Е _в, Е _н- максимальное парциальное давление водяного пара, рассчитанное

при температурах t _В и t _Н соответственно, Па;

R _по- общее сопротивление паропроницанию ограждения, м ²× ч × Па / мг;

- сумма сопротивлений паропроницанию на участке от внутренней

поверхности ограждения до рассматриваемого сечения, м ²× ч× Па / мг;

m = (e _в - е _н)/ R _по- расход пара, проходящего через 1 м ² поверхности

ограждения, мг /(м ²× ч).

Общее сопротивление паропроницанию принятой конструкции ограждения состоит из сопротивлений паропроницанию отдельных слоев конструкции ограждения: R _по = R _п1+...+ R _пn, где R _пi = δ _i /μ _i - сопротивление паропроницанию слоя ограждения; d _i - толщина слоя ограждения, м; m _i - коэффициент паропроницаемости материала слоя, мг /(м× ч× Па), принимаемый по табл. 7.

Таблица 7

Физические характеристики строительных материалов

Для воздушных прослоек и минеральной ваты сопротивления паропроницанию и воздухопроницания принять равными 0.

Если линии е и Е на чертеже пересекаются, то в ограждении возможна конденсация водяных паров. Заключение о возможности конденсации водяных паров необходимо включить в пояснительную записку.