4. 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 _x- температура в сечении x, ⁰C;

t_в- расчетная температура внутреннего воздуха, ⁰C;

R₀- общее сопротивление теплопередаче ограждения, м²⁰C /Вт;

- сумма термических сопротивлений на участке от воздуха помещения до рассматриваемого сечения, м²⁰C /Вт;

q = (t_в-t_н)/R₀- теплопотери через 1 м² поверхности стены, Вт/м².

Общее сопротивление теплопередаче

= 4,2 м²⁰C /Вт.

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

_в = 20 ­-64*0,115/4,2 = 18,25 ⁰С.

Температура на границе первого и второго слоев

₁ = 20 – 64(0,115+0,0116) /4,2= 18,07 ⁰С.

Аналогично для остальных температур:

₂ = 20 – 64*(0,115+0,0116+3,86)/4,2 = -40,75 ⁰С,

₃ = 20 – 64*(0,115+0,0116+3,86+0,16)/4,2 = -43,19 ⁰С,

Температура на наружной поверхности

_н = 20 – 64*(0,115+0,0116+3,86+0,16+0,0116)/4,2 = -43,36⁰С.

Эта же задача может быть решена графическим методом (рис. 4). На миллиметровой бумаге по горизонтальной оси откладываются значения термических сопротивлений R_в, R₁, ..., R_н, а по вертикальной оси - значения температур в масштабе. Со стороны R_B наносится точка t_в, а со стороны R_н-точка t_н и соединяются прямой линией.

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. 5). 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 ^оС :

, (15)

где Е - парциальное давление насыщенного водяного пара, Па;

t - температура пара (воздуха), ^оС.

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 внутреннем и наружном воздухе, Па: е_в = _вЕ_в; е_н = _нЕ_н;

_в, _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, м²чПа/мг;

- сумма сопротивлений паропроницанию на участке от внутренней

поверхности ограждения до рассматриваемого сечения, м²чПа/мг;

m = (e_в - е_н)/R_по- расход пара, проходящего через 1 м² поверхности

ограждения, мг/(м²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; _i - толщина слоя ограждения, м; _i - коэффициент паропроницаемости материала слоя, мг/(мчПа), принимаемый по таблице Физических характеристик строительных материалов.

Максимальные парциальные давления водяного пара:

=2089 Па,

=2065 Па,

=1227 Па,

=614 Па,

=288 Па,

=126 Па,

=51Па,

=17 Па.

=15 Па.

=13,5 Па.

=13,2 Па.

_но=0,006+0,02+0,05+0,006=0,082 м

Действительные парциальные давления водяного пара:

е_в = _вЕ_в=1407 Па (_в=0,6),

е_н = _нЕ_н=9,8 Па (_н =0,8),

= ∑R_п=∑ δ_i/μ_i

=0,06/0,03+0,02/0,12+0,06/0,03=4,17 м²чПа/мг.

Па,

Па,

Па,

Результаты приведены на рис. 5.

На рисунке видно, что графики пересекаются, значит в толще ограждения возможна конденсация влаги.