Проверка возможности конденсации влаги на внутренней стороне экрана

· Коэффициенты паропроницания внутренней части стены (до плоскости возможной конденсации) и наружной части (экрана):

M_int = 1/R_vp,int = 1/ 2,76 = 0,362 мг/(м²×ч×Па),

M_ext = 1/ R_vp,ext = 1/1,25 = 0,800 мг/(м²×ч×Па).

· Коэффициенты

0,362×1286 + 0,800×245 = 661,20 мг/(м²×ч),

0,362 + 0,800 = 1,162 мг/(м²×ч×Па).

· Объём воздуха, проходящего через прослойку:

м³/с.

· Парциальное давление (упругость) водяного пара в прослойке на расстоянии х от входного вентиляционного отверстия:

, где .

· На выходе из прослойки:

, Па.

· Конденсации влаги на внутренней поверхности экрана не будет, если действительная упругость водяного пара в прослойке e_x будет меньше максимальной упругости водяного пара Е_х, соответствующей температуре экрана t_х.

· Значения e_x и Е_х через каждый 1 м высоты представлены в табл. 4.7, графики изменения e_x и Е_х по высоте прослойки показаны на рис. 4.4.

Таблица 4.7

Распределение температуры и влажности по длине прослойки

Вывод:

· Конденсации влаги на внутренней поверхности экрана не будет, поскольку для всех сечений e_x < Е_х .

· По мере движения по прослойке упругость водяного пара в воздухе повышается (с 245 до 251 Па) за счёт … . {дополнить, за счёт чего}.

Определение затухания и запаздывания колебаний температуры на внутренней поверхности стены

Определение затухания температурных колебаний

· Вычисляем коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности слоёв:

для первых трёх слоёв коэффициенты остаются теми же, что и в п. 2.7:

Y₁ = 9,56 Вт/(м²×°С); Y₂ = s₂ = 10,12 Вт/(м²×°С), Y₃ = s₃ = 0,71 Вт/(м²×°С);

для воздушной прослойки (D₄= 0 < 1):

Вт/(м²×°С),

для экрана(D₅= 0,07 < 1):

Вт/(м²×°С).

· Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности ограждения при направлении тепловой волны снаружи внутрь равен коэффициенту теплоусвоения последнего слоя: Y_ext = Y₅ = 2,44 Вт/(м²×°С).

· Определяем затухание колебаний в отдельных слоях:

для первых трёх слоёв затухание остаётся тем же, что и в п. 2.7:

v₁ = 1,08; v₂ = 8,85; v₃ = 24,29;

;

.

· Величина затухания при переходе волны от наружного воздуха к наружной поверхности ограждения:

,

где a_ext = 17,4 Вт/(м²×°С) – то же, что в п. 2.7.

· Полная величина затухания расчётной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в исследуемой ограждающей конструкции:

v = v₁×v₂×v₃×v₄×v₅×v_ext = 1,08×8,80×24,32×1,10×0,94×1,14 = 272,05.

Выводы:

· На внутренней поверхности стены амплитуда колебаний температуры будет в 272 раза меньше, чем у наружного воздуха. Теплоустойчивость конструкции высокая.

· На наружной поверхности стены амплитуда колебаний температуры будет в 1,14 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 = 10,12).

· На втором месте по затуханию слой с наибольшей тепловой инерцией (кирпичная кладка).

· В экране и воздушной прослойке затухание невелико, что объясняется малыми коэффициентами теплоусвоения расположенных друг за другом слоёв (Y₃ = 0,71, Y₄ = 0,65).

Определение запаздывания температурных колебаний

· Положение слоя резких колебаний и коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности первого слоя Y_int остаются теми же, что и в п. 2.7.

· Запаздывание температурных колебаний на внутренней поверхности исследуемой конструкции по сравнению с колебаниями наружной температуры (сдвиг фаз колебаний) в часах (здесь величины arctg берутся в градусах):

ч.

Проверка: ориентировочно x = 2,7D – 0,4 = 2,7×5,07 – 0,4 = 13,3 ч.

Выводы:

· При максимуме температуры на наружной поверхности стены, обращённой на юг, в 12 часов дня, максимум температуры на внутренней поверхности будет в (12 + 12) – 24 = 0 часов утра.

· При максимуме температуры на наружной поверхности стены, обращённой на запад, в 17 часов дня, максимум температуры на внутренней поверхности будет в (17 + 12) – 24 = = 5 часов утра.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

· Численные исследования температурно-влажностного режима рассмотренных конструкций позволяют сделать следующие выводы.

· К конструкциям с благоприятным температурным режимом относятся … , а с неблагоприятным – …. . Для них характерно … (почему режим считается неблагоприятным) . Чтобы обеспечить благоприятный температурный режим ограждающей конструкции, необходимо располагать слои таким образом, чтобы …

· К конструкциям с благоприятным влажностным режимом относятся … , а с неблагоприятным – …. . Для них характерно … (почему режим считается неблагоприятным, каков критерий оценки влажностного режима) . Чтобы обеспечить благоприятный влажностный режим ограждающей конструкции, необходимо располагать слои таким образом, чтобы …

· Назначение пароизоляции – …, она должна быть расположена … .

· Назначение вентилируемой воздушной прослойки – …

· К колебаниям температуры наружного воздуха более устойчивы конструкции, в которых … . Каков критерий оценки теплоустойчивости. Чтобы обеспечить высокую устойчивость ограждающей конструкции к колебаниям температуры наружного воздуха, необходимо располагать слои таким образом, чтобы … .

· К колебаниям температуры внутреннего воздуха более устойчивы конструкции, в которых … . Каков критерий оценки теплоустойчивости. Чтобы обеспечить высокую устойчивость ограждающей конструкции к колебаниям температуры внутреннего воздуха, необходимо … .

· Применение данных выводов при проектировании ограждающих конструкций позволит … (необходимо указать, какова по Вашему мнению практическая значимость результатов проведённой работы).

ГЛОССАРИЙ

· Здесь предлагается самостоятельно выбрать любые 12 терминов, используемых в данной работе, и дать им определения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 23-01-99. Строительная климатология.

2. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий.

3. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий.

4. Рекомендации по проектированию навесных фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором для нового строительства и реконструкции зданий / Москомархитектура, 2002.

5. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий: Учебник. – М.: Стройиздат, 1973. – 287 с.

6. Ильинский В.М. Строительная теплофизика (ограждающие конструкции и микроклимат зданий): Учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 1974. – 320 с.

7. Соловьев А.К.Физика среды: Учебник. – М.: Изд-во АСВ, 2008. – 344 с.

8. Архитектура гражданских и промышленных зданий: Учеб. для ВУЗов. Том II. Основы проектирования. – М.: Стройиздат, 1976. – 215 с.

9. СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99.

10. СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003.

11. Приложение 1. Справочные данные

Определение значений температур по толщине ограждающей конструкции (к рис. 2.2)

· По оси абсцисс в выбранном масштабе откладываем (рис. 2.2,а) последовательно термические сопротивления R_i всех слоев конструкции, а также внутреннего и наружного пограничных слоев воздуха (из табл. 2.2).

· По вертикали на внешних границах воздушных слоев в принятом масштабе откладываются значения температур внутреннего t_intи наружного (из табл. 1.2) воздуха: для зимнего (t_ext,2), летнего (t_ext,4), весеннего (t_ext,3) или осеннего (t_ext,1) периодов года.

· Строятся температурные графики для выбранных периодов года (в условиях стационарной теплопередачи графики – прямые линии).

· Найденные значения температур в каждом сечении с рис. 2.2,а переносим на разрез конструкции, выполненный в масштабе реальных толщин (рис. 2.2,б).

Проверка возможности конденсации влаги внутри конструкции (к рис. 2.3)

· По оси абсцисс в выбранном масштабе откладываем последовательно сопротивления паропроницанию всех слоёв конструкции R_vp,i (рис. 2.3,а); с рис. 2.2 переносим отмеченные ранее сечения с сохранением их нумерации.

· По оси ординат в выбранном масштабе откладываем со стороны внутренней поверхности значение e_int, а со стороны наружной поверхности – среднее значение парциального давления водяного пара за зимний период e_ext2, и соединяем их прямой линией (пунктирная линия).Полученная прямая представляет собой график изменения парциального давления водяного пара в ограждающей конструкции без учета возможной конденсации при установившемся процессе диффузии водяного пара.

· По данным табл. 2.3 для зимнего периода строим график изменения давления насыщенного водяного пара Е (тонкая линия).

· Проводим анализ взаимного расположения графиков Е и e: если графики не пересекаются, то конденсация водяного пара в ограждении отсутствует; в случае пересечения или касания графиков в конструкции возможна конденсация влаги.

· Если конденсация влаги отсутствует, влажностный режим ограждающей конструкции считается удовлетворительным, и далее расчёт не проводится.

· В случае конденсации влаги (зимой) определяется плоскость или зона конденсации, для этого из концов прямой e_int- e_ext,2 проводятся касательные к графику Е. Область между точками касания Е_к' и Е_к" – зона конденсации. При совпадении точек касания получается плоскость конденсации. Затем проводится итоговый график изменения парциального давления с учетом конденсации водяного пара (жирная линия).

· Аналогичные построения можно выполнить для остальных периодов года.

· На графике Е для периода испарения влаги (рис. 2.3,б) отмечаем границы зоны (плоскость), где происходила конденсация влаги, и соединяем их прямыми с точками e_intи e_ext,4. Стрелками показываем направление движения влаги от зоны конденсации (в сторону уменьшения парциального давления водяного пара).