- •«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
Определение запаздывания температурных колебаний
Для определения запаздывания температурных колебаний на внутренней поверхности исследуемой конструкции необходимо найти коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждения при направлении тепловой волны изнутри наружу Yint(методика приведена в прил. 1). Расчёт начинаем со слоя, в котором проходит граница «слоя резких колебаний» температуры, определяемого из условияD= 1.
Определяем положение слоя резких колебаний:
для внутреннего слоя штукатурки D1 = 0,24 < 1,
для кирпичной кладки D2 = 3,12 > 1, следовательно, будетD1 +D2 > 1.
Вывод:граница слоя резких колебаний находится во втором слое (n= 2).
При n= 2 определяем коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждения сразу как коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности первого слоя Yint=Y1:
Вт/(м2×°С).
Вывод:наличие под слоем штукатурки кирпичной стены понизило коэффициент теплоусвоения его поверхности на 5% по сравнению с теплоусвоением его материала: (11,09 – 15,03)/11,09 = 0,35.
Запаздывание температурных колебаний на внутренней поверхности исследуемой конструкции по сравнению с колебаниями наружной температуры (сдвиг фаз колебаний) в часах определяется по формуле (здесь величины arctg берутся в градусах):
ч.
Проверка:ориентировочно= 2,7D– 0,4 = 2,73,86 – 0,4 = 10,02 ч.
Выводы:
При максимуме температуры на наружной поверхности стены, обращённой на запад, в 17 часов дня, максимум температуры на внутренней поверхности будет в (17 + 10) – 24 = = 3 часа утра.
4. Исследование температурно-влажностного режима стены с воздушной прослойкой
4.1. Состав конструкции и теплотехнические характеристики применяемых материалов
Расчётная схема стены показана на рис. 4.1, состав конструкции и теплотехнические характеристики слоёв приведены в табл. 4.1.
Для конструкций с вентилируемой воздушной прослойкой в качестве утеплителя разрешается использовать только негорючие материалы (минераловатные плиты).
Коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ограждающей конструкции (стены) остаются те же: aint= 8,7 Вт/(м2×°С),aext= 23 Вт/(м2×°С).
Расчётные коэффициенты для наружного экрана принимаем по данным производителя применяемой фасадной системы (прил. 2). Будем проводить два варианта расчёта на паропроницание: с учётом и без учёта паропроницаемости швов экрана.
Таблица 4.1
Состав конструкции и теплотехнические характеристики применяемых материалов
№ слоя |
Материал (поз. в табл. СП [3]) |
Плот-ность r0, кг/м3 |
Толщина слоя , м |
Расчётные коэффициенты при условиях эксплуатации Б(по прил. Д.1 СП [3]) | ||
тепло-проводности l, Вт/(м×°С) |
тепло-усвоения s, Вт/(м2×°С) |
паропро-ницаемости m, мг/(м×ч×Па) | ||||
1 |
внутренняя штукатурка из цем.-песч. раствора (227) |
1800 |
0,02 |
0,93 |
11,09 |
0,09 |
2 |
Железобетон (255) |
2500 |
0,2 |
1,92 |
17,98 |
0,03 |
3 |
плиты минераловатные (50) |
180 |
х |
0,045 |
0,74 |
0,3 |
4 |
воздушная прослойка |
- |
0,05 |
- |
0 |
- |
5 |
наружный экран – керамогранит |
2800 |
0,01 |
3,49 |
25,04 |
0,52 (0,008)* |
* – без учёта паропроницаемости швов экрана
Термические сопротивления, тепловая инерция и сопротивление паропроницанию слоёв (предварительно – без утеплителя) приведены в табл. 4.2.
Таблица 4.2