- •«Московский государственный университет путей сообщения» Кафедра «Строительные конструкции, здания и сооружения»
- •Исследование температурно-влажностного состояния ограждающих конструкций здания
- •Содержание
- •1. Определение необходимых исходных данных 5
- •2. Исследование температурно-влажностного режима стены, утеплённой снаружи 7
- •4. Исследование температурно-влажностного режима стены с воздушной прослойкой 18
- •4.1. Состав конструкции и теплотехнические характеристики применяемых материалов 18
- •Введение
- •1. Определение необходимых исходных данных
- •1.1. Температурно-влажностные параметры внутреннего воздуха
- •1.2. Температурно-влажностные параметры наружного воздуха
- •Расчётные параметры наружного воздуха
- •Анализ расчётных параметров наружного воздуха
- •1.3. Определение условий эксплуатации ограждающих конструкций
- •1.4. Определение требуемого сопротивления теплопередаче
- •2. Исследование температурно-влажностного режима стены, утеплённой снаружи
- •2.1. Состав конструкции и теплотехнические характеристики применяемых материалов
- •Состав конструкции и теплотехнические характеристики применяемых материалов
- •Теплотехнические характеристики слоёв конструкции
- •2.2. Определение значений температур и давления насыщенного пара по толщине конструкции
- •Распределение температуры и максимальной упругости водяного пара по сечению конструкции
- •2.3. Проверка возможности конденсации влаги внутри конструкции
- •Оценка возможности конденсации влаги внутри конструкции
- •2.4. Расчёт влажностного режима конструкции по годовому балансу влаги
- •Проверка условия непревышения допустимой массовой влажности материала
- •Проверка условия недопустимости накопления влаги в конструкции за годовой период эксплуатации
- •2.5. Нормативный расчёт на паропроницаемость Проверка условия недопустимости накопления влаги в конструкции за годовой период эксплуатации
- •Проверка условия непревышения допустимой массовой влажности материала
- •2.6. Определение необходимой толщины пароизоляции
- •2.7. Определение затухания и запаздывания колебаний температуры на внутренней поверхности стены Определение затухания температурных колебаний
- •Определение запаздывания температурных колебаний
- •4. Исследование температурно-влажностного режима стены с воздушной прослойкой
- •4.1. Состав конструкции и теплотехнические характеристики применяемых материалов
- •Состав конструкции и теплотехнические характеристики применяемых материалов
- •Теплотехнические характеристики слоёв конструкции
- •4.6. Определение теплового и влажностного режима вентилируемой воздушной прослойки
- •Определение скорости движения и температуры воздуха в прослойке
- •Уточнение средней температуры воздух в вентилируемой прослойке
- •Проверка возможности конденсации влаги на внутренней стороне экрана
- •Распределение температуры и влажности по длине прослойки
- •Заключение
- •Глоссарий
- •Список литературы
- •Определение значений температур по толщине ограждающей конструкции (к рис. 2.2)
- •Проверка возможности конденсации влаги внутри конструкции (к рис. 2.3)
- •Определение необходимой толщины пароизоляции (к п. 2.6)
- •Определение коэффициентов теплоусвоения (к п. 2.7)
- •Приложение 2.Теплотехнические характеристики некоторых фасадных систем
2.6. Определение необходимой толщины пароизоляции
Слой пароизоляции предназначается для увеличения сопротивления паропроницанию Rvp,intтак, чтобы выполнялось и условие недопустимости накопления влаги в конструкции за годовой период эксплуатации, и условие ограничения накопления влаги за период конденсации.
В нашем случае не выполняется условие ограничения накопления влаги. Определяем коэффициент, показывающий во сколько раз надо увеличить сопротивление на пути движения влаги к зоне конденсации Rvp,int , чтобы выполнялось условие ограничения накопления влаги:
раз,
Здесь суммирование проводится по тем периодам, когда происходит конденсация влаги в конструкции.
Требуемое сопротивление паропроницанию слоя пароизоляции:
ΔRvp Rvp,int (m – 1) = 0,29 2,14= 3,47 м2×чПа/мг.
Найдём также требуемое сопротивление паропроницанию слоя пароизоляции из условия недопустимости конденсации влаги в зимний период:
м2×чПа/мг.
В качестве пароизоляции применяются тонкие листовые и рулонные материалы, обладающие малой паропроницаемостью. Пароизоляция устанавливается не глубже внутренней поверхности увлажняемого слоя (утеплителя) и не глубже той плоскости, температура которой равна точке росы внутреннего воздуха. Вид (материал) дополнительной пароизоляции выбираем по таблице прил. Ш СП [3].
Выводы:
Для выполнения нормативного условия ограничения накопления влаги в утеплителе за период конденсации достаточно установить дополнительный слой пароизоляции из одного слоя рубероида толщиной 1,5 мм, для которого
Rvp= 1,6 м2×чПа/мг < ΔRvp= 2,14 м2×чПа/мг
Добиться отсутствия конденсации влаги в зимний период можно, установив кроме слоя рубероида ещё и слой полиэтиленовой плёнки, тогда общее сопротивление паропроницанию Rvp= 1,6 + 7,8 = 9,4 м2×чПа/мг > ΔRvp= 9,30 м2×чПа/мг.
2.7. Определение затухания и запаздывания колебаний температуры на внутренней поверхности стены Определение затухания температурных колебаний
Для определения затухания температурных колебаний на внутренней поверхности исследуемой конструкции при суточных колебаниях температуры наружного воздуха необходимо найти коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности слоёв ограждения при направлении тепловой волны снаружи внутрь Yi(методика приведена в прил. 1). Определение коэффициентов теплоусвоенияYiначинаем с первого слоя, считая от внутренней поверхности ограждающей конструкции.
Для слоя штукатурки тепловая инерция D1 = 0,24 < 1, поэтому:
Вт/(м2×°С).
Для железобетона тепловая инерция D2= 1,87 > 1, поэтомуY2=s2= 17,98 Вт/(м2×°С);
Для утеплителя тепловая инерция D3= 0,11 <1, поэтому Y3 = 0,83 Вт/(м2×°С)
s3 = 0,74Вт/(м2×°С);
Для наружного облицовочного слоя из кирпичной кладки тепловая инерция D4= 1,64 > 1, поэтомуY4=s4= 7,91 Вт/(м2×°С).
Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности ограждения при направлении тепловой волны снаружи внутрь равен коэффициенту теплоусвоения последнего слоя: Yext=Y4= 17,98 Вт/(м2×°С).
Определяем затухание колебаний в отдельных слоях:
.
.
.
.
Величина затухания при переходе волны от наружного воздуха к наружной поверхности ограждения:
,
где aext– коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции (стены) для летнего периода:
Вт/(м2×°С),
здесь v– минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, принимаемая не менее 1 м/с; для Москвыv= 0 (по табл. 2* СНиП [1]), поэтому принимаемv= 1 м/с.
Полная величина затухания расчётной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в исследуемой ограждающей конструкции:
v = v1v2v3v4vext = 1,082,8612,881,671,54 = 96,33.
Выводы:
На внутренней поверхности стены амплитуда колебаний температуры будет в 533 раза меньше, чем у наружного воздуха. Теплоустойчивость конструкции высокая.
На наружной поверхности стены амплитуда колебаний температуры будет в 1,58 раза меньше, чем у наружного воздуха.
Наибольшее затухание температурных колебаний происходит в слое утеплителя. Объясняется это тем, что за ним расположен несущий слой (кирпичная кладка), имеющая большой коэффициент теплоусвоения (s2= 7,91).
На втором месте по затуханию слой с наибольшей тепловой инерцией (кирпичная кладка).
В наружной кирпичной кладке затухание невелико, что объясняется влиянием расположенного за ней утеплителя, имеющего малый коэффициент теплоусвоения (s3= 0,74).