Проверка на возможность конденсации влаги в толще наружного ограждения.

В холодный период действительная упругость водяных паров внутреннего воздуха е_в, Па, чаще всего больше соответствующей упругости наружного воздуха е_н, Па. В этом случае водяной пар из помещения, диффундируя через наружные ограждения, может встретить слои, поверхность которых имеет температуру , В результате возникает зона конденсации влаги в толще ограждения, что крайне нежелательно. В связи с этим необходимо осуществлять проверочные расчеты на возможность конденсации влаги в толще принятых наружных ограждений.

Вначале рассматриваемую конструкцию условно разделяют на несколько вертикальных слоев и находят аналитическим методом, как распределяется температура на границе каждого слоя в толще ограждения _хi , , при температуре наружного воздуха , равной средней температуре наиболее холодной пятидневки

_хi = – ( ,

где , суммарное термическое сопротивление теплопередаче, начиная от внутреннего воздуха до данного сечения в толще ограждения, (м²∙ )/Вт.

Затем вычисляют значения максимально возможной упругости водяных паров Е_х, Па, по известным температурам _х.

Используя термодинамическую аналогию, следует значения действительной упругости водяных паров на границах отдельных слоев е_х, Па, опрделяют по формуле:

_хi = е_в – (е_в – е_н) ,

где е_в, е_н значения действительной упругости водяных паров соответственно в наружном и внутреннем воздухе, Па.

– суммарное сопротивление паропроницанию слоев ограждений, считая от внутреннего воздуха до i-го сечения, включая и сопротивление влагообмену у внутренней поверхности , (м² ч Па)/мг;

– общее сопротивление паропроницанию всей конструкции ограждения (м² ч Па)/мг.

Определяем по формуле:

= + + +…+ + ,

Где – сопротивление паропроницанию соответственно наружной ( = 0,0133) и внутренней ( = 0,0266) поверхностей (м² ч Па)/мг

+ – значения сопротивлений паропроницанию

отдельных слоев ограждения (м² ч Па)/мг, определяемых по формуле:

= ,

здесь – толщина отдельного слоя ограждающей конструкции, м;

– расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждения (м² ч Па)/мг, (приложение А, таблица А.3) или таблица 5.

Действительная упругость водяных паров в помещении и в наружном воздухе е_н, Па, определяются как

е_в = = Е_в;

е_н = Е_н;

где – относительная влажность наружного воздуха при средней температуре наиболее холодного месяца, % [9, приложение 3, гр.14]

Е_в – максимально-возможная упругость водяных паров, Па, при расчетной температуре внутреннего воздуха , (таблица 16);

Е_н – то же, при расчетной температуре наиболее холодной пятидневки , (таблица 16).

В результате анализа тепловлажностного режима ограждения могут встретиться два случая: отсутствие конденсации и наличие конденсации.

Для устранения конденсации водяных паров, необходимо располагать более плотные и теплопроводные слои у внутренней поверхности ограждения, в результате чего повысится температура в толще ограждения, а, следовательно, и значение Е. В качестве таких слоев целесообразно применять пароизоляцию из битума, керамическую плитку, цементную затирку, и.т.п. Избежать конденсации в толще ограждения удается не всегда, и тогда приходится ориентироваться на естественную и искусственную просушку ограждений в теплый период, за счет инфильтрации и вентиляции.

При наличии зоны конденсации необходимо определить ее границы, для чего из точек е_в и е_н проводится касательная к линии. Между полученными точками касания будет находится граница зоны конденсации.

Важно определить в этой зоне величину повышения весовой влажности материала при конденсации в толще ограждения , %, и сравнить ее с нормативным значением , %, определяемым (по таблице17)

,

где – объемная масса материала увлажненного слоя, кг/м³,принимаемая по [8, приложение 3*];

– толщина увлажненного слоя ограждения, м;

– количество конденсата в килограммах, прошедшего за час через 1 м² сечения ограждения, г/м².

Количество конденсата , г/м^2, за период z, сут, определяем по уравнению

= ( - ,

где – продолжительность периода влагонакопления, сут., принимаемая равной периоду с отрицательными среднемесячными температурами [10, таблица] или [9, таблица 1,гр.27];

- – количество водяного пара в миллиграммах, прошедшего за один час через 1 м² сечения ограждения соответственно до и после зоны конденсации, мг/(м² ),определяемое по формулам:

;

,

где – толщина слоя ограждения до зоны конденсации, м;

– то же, после зоны конденсации, м;

– таблица 5;

– находятся по графику.

В многослойных ограждающих конструкциях, если зона конденсации находится только в одном слое, проверка осуществляется только для данного слоя.

Если зона конденсации захватывает несколько слоев, то проверку на допустимую весовую влажность осуществляют для всех слоев, при этом расчетное количество конденсата в х-м слое , %, определяется по формуле:

= ,

где - ширина всей зоны конденсации по толще ограждения, м;

– ширина зоны конденсации в i-м слое, м;

Если при сравнении выполняется условие < , то принятое ограждение отвечает требованиям влажностного режима, в противном случае необходимо предусмотреть меры, предупреждающие накопление влаги в толще ограждения.

Порядок расчета.

Проверка на возможность конденсации влаги в толще ограждения (стены).

1. Находим распределение температуры в толще ограждения _х на границах каждого слоя и сечения при

- на поверхности 1

₁ = – ( = 18 - (18+42) = 15,91

- на поверхности 2

₂ = 18 - (18+42) = 15,66

₃= 18 - (18+42)

₄ = 18 - (18+42)

₅ = 18 - (18+42)

2. Вычисляем максимальные значения упругости водяных паров на границах слоев Е_х .

₁ = 15,91 ; Е₁ = 1795 Па;

₂ = 15,66 ; Е₂ = 1772 Па;

₃ = 3,47 ; Е₃ = 780 Па;

₄ = -40,74 ; Е₃ = 12 Па;

₅ = -41,22 ; Е₃ = 11 Па;

3. Определяем упругость водяных паров в помещении е_в и в наружном воздухе е_н:

При t_в = 18 = 2064 Па

При t_н = - 42 = 10 Па.

е_в = = Е_в =

е_н = Е_н = Па

4. Вычисляем общее сопротивление паропроницанию всей конструкции ограждения

= + + +…+ + ;

= 0,0266+ = 4,96 (м² ч Па)/мг

5. Рассчитываем действительное значение упругости водяных паров на границах отдельных слоев е_х:

_хi = е_в – (е_в – е_н) ,

на поверхности 1:

₁ = 1135,2 – (1135,2 – 7,9) ;

на поверхности 2:

₂ = 1135,2 – (1135,2 – 7,9) ;

на поверхности 3:

₃ = 1135,2 – (1135,2 – 7,9) ;

на поверхности 4:

₄ = 1135,2 – (1135,2 – 7,9) ;

на поверхности 5:

₅ = 1135,2 – (1135,2 – 7,9) ;

₁ = – ( = 18 - (18+42) = 13,2

₂ = 18 - (18+42) = 10,76

₃ = 18 - (18+42) =8,31

₄ = 18 - (18+42) =5,87

₅ = 18 - (18+42) 3,42

₁ = 13,2 ; Е₁ = 1537 Па;

₂ = 10,76 ; Е₂ = 1312 Па;

₃ = 8,31 ; Е₃ = 1117 Па;

₄ = 5,87 ; Е₃ = 948 Па;

₅ = 3,42 ; Е₃ = 803 Па;

Строим графики.

Воздушный режим здания определяется тепловым режимом помещений. Инфильтрация наружного воздуха в холодный период приводит к дополнительным затратам тепла, а в теплый период – холода. Эксфильтрация влажного внутреннего воздуха увлажняет и снижает теплозащитные качества ограждающей конструкции. Движение воздуха в здании и через наружные ограждения происходит в результате наличия перепада давления , Па, на противоположных поверхностях ограждающих конструкций, возникающего за счет теплового и ветрового давлений. Проникновение воздуха осуществляется через проемы, поры и неплотности в ограждениях. В связи с этим при решении задач отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха необходимы проверочные расчеты принятых наружных ограждений на воздухопроницаемость.