4. Расчет температурно-влажностного режима наружной стены

Цель расчета. Определение общего сопротивления паропроницанию наружной стены R_оп, (м²чПа/мг), определение плотности потока водяного пара g_п (мг/м²ч), расчет температурного поля по толщине стены t_нс(х), расчет кривой максимальной упругости водяного пара по толщине стены Е(х), расчет кривой фактической упругости водяного пара по толщине стены е(х), анализ взаимного расположения кривых упругости водяного пара.

Методика и пример расчета излагаются ниже.

4.1. Определение общего сопротивления паропроницанию наружной стены

Сопротивление паропроницанию многослойной конструкции наружной стены складывается из сопротивлений влагообмену на ее внутренней R_пв и наружной R_пн поверхностях, а также суммы сопротивлений паропроницанию каждого слоя i (i =1 ... N)

R_оп = R_пв + +R_пн. (21)

Сопротивление паропроницанию каждого слоя конструкции вычисляется по формуле

R_i = _i/_i, (22)

где _i – толщина слоя, м;

_i – расчетный коэффициент паропроницаемости, мчПа/мг.

Сопротивления влагообмену принимаются для всех вариантов [4]:

R_пв = 0,0267 м²чПа/мг; R_пн = 0,0053 м²чПа/мг.

Сопротивления паропроницаемости отдельных слоев для рассматриваемого примера вычисляем по (3.2), м²чПа/мг:

R_п1 = 0,02/0,09 = 0,2222; R_п2 = 0,06/0,09 = 0,6667;

R_п3 = 0,26/0,49 = 0,5306; R_п4 = 0,12/0,09 = 0,3333;

Общее сопротивление паропроницаемости наружной стены

R_оп = 0,0267 + 0,2222 + 0,6667 + 0,5306 + 1,3333 + 0,0053 = 2,785 м²чПа/мг.

4.2. Расчет плотности потока водяного пара через наружную стену

Искомая величина q_п определяется по формуле

q_п = (е_в - е_н)/R_оп, (23)

19

где е_в – расчетная упругость водяного пара (парциальное давление) в воздухе помещения, Па;

е_н – расчетная упругость водяного пара в наружном воздухе, Па.

Величины е_в и е_н определяются из выражений:

е_в = Е_в _в/100; е_н = Е_н^мес _н^мес./100, (24)

где Е_в, Е_н^мес. – упругость водяного пара при полном насыщении, определяются

из прил. 6 по температурам t_в и t_x^мес. соответственно;

_в, _н^мес – относительная влажность воздуха (выбирается в соответствии с

вариантом из прил. 9 и исходных данных)

Для рассматриваемого примера: _в, = 50 %; _н^мес = 69 %;

Е_в = 2338 Па; Е_н^мес. = 137 Па (для t_х^мес. = минус 17,1 С).

е_в = 233850/100 = 1169 Па; е_н = 13769/100 = 95 Па.

q_п = (1169 - 95)/2,785 = 385,6 мг/(м²ч).

4.3. Расчет распределения температуры, кривых максимальной

и фактической упругости водяного пара по толщине

наружной стены

Температура t_нс(х) на любой координате по толщине стены определяется по формуле

t_нс(х) = t_в – (t_в - t_н^мес.), (25)

где - R_р^нс(х) – расчетное сопротивление теплопередаче ограждения со стороны помещения до рассматриваемой координаты х.

Для примера расчета при х = 0, R_р^нс (0) = 1/_в = 0,1149 (м²К)/Вт. При х = 0,02 значение R_р^нс(0,02) = 1/_в + ₁/₁ = 0,1149 + 0,02/0,76 = 0,1149 + + 0,0263 = 0,1412 (м²К)/Вт и так далее для других координат х.

По толщине каждого отдельного слоя функция t_нс(х) будет линейна, но функция Е(х) зависит от температуры нелинейно (рис. 4). В рассматриваемом примере для учета нелинейности этих функций в слое утеплителя (_ут = 0,26 м) введены две дополнительные координаты (х = 0,18 м; х = 0,26 м), а в слое керамзитобетона (d = 0,12 м) введена одна дополнительная координата

(х = 0,40 м).

Значения функции Е(х) выбираются по температурам t_нс(х) из прил. 6, а значения функции е(х) вычисляются по формуле

е(х) = е_в (е_в - е_н), (26)

20

Рис. 3. Расчетные значения функций t_нс(х),

Е(х) и е(х) по толщине стены:

А – область возможной конденсации

водяного пара

21

21

где R_оп(х) - сопротивление паропроницаемости части стены от внутренней

поверхности до рассматриваемого сечения с координатой х.

В рассматриваемом примере расчета: при х = 0, имеем

R_оп(0) = R_пв = 0,027 м²чПа/мг; при х = 0,02 имеем R_оп(0,02) = 0,249 м²чПа/мг. Для остальных координат: R_оп(0,08) = 0,916; R_оп(0,18) = 1,120;

R_оп(0,26) = 1,283; R_оп(0,34) = 1,446; R_оп(0,40) = 2,113;

R_оп(0,46) = 2,780 м²чПа/мг.

Для анализа возможной конденсации водяного пара по толщине наружной стены вычисляется и разность е(х) – Е(х).

Результаты расчета сводятся в таблицу, аналогичную таблице 6 для рассматриваемого примера.

Таблица 6