4.Влажностный режим наружных ограждений.
Влажностный режим ограждения оказывается тесно связан с его теплотехническим режимом.
- повышенная влажность материала в ограждении (если она не учтена при теплотехническом расчете ограждения) делает неверными теплотехнические расчеты его и приводит к применению в строительстве неудовлетворительных в теплотехническом отношении ограждений;
- влажностный режим ограждения имеет и еще чрезвычайно большее санитарно-гигиеническое значение, т.к. высокая влажность внутренней поверхности обуславливает появление на ней плесеней, грибов, т.е. делает состояние ограждаемого помещения антисанитарным;
- кроме теплотехнического и санитарно-гигиенического значения влажностный режим ограждения имеет большое техническое значение как обуславливающий долговечность ограждения.
Причины появления влаги в ограждениях:
Строительная влага, т.е. влага, которая вносится в ограждение при его возведении. Количество влаги зависит от конструкции ограждения и от способа производства работ (кирпичная кладка, мокрая штукатурка). Перед сдачей здания в эксплуатацию внесенная в ограждение строительная влага должна быть удалена, что обеспечит нормальный теплотехнический и влажностный режим ограждению.
Грунтовая вода, влага, т.е. та влага, которая может проникнуть в ограждение из грунта вследствие капиллярного всасывания ее материалом ограждения.
Метеорологическая влага, т.е. та влага, которая может проникнуть в ограждение в связи с выпадением атмосферных осадков (дождь, снег).
Гигроскопическая влага, т.е. та влага, которая находится в ограждении вследствие гигроскопичности его материалов. Гигроскопичность есть свойство материала поглощать (сорбировать) влагу из воздуха.
Конденсационная влага. Процесс конденсации влаги из воздуха тесно связан с теплотехническим режимом ограждения. Влага из воздуха может конденсироваться как на внутренней поверхности ограждения, так и в его толщи.
Влажность воздуха.
Атмосферный воздух содержит в себе всегда некоторое количество влаги в виде водяного пара, что и обуславливает его влажность.
Количество влаги в граммах содержащееся в одном метре воздуха, выражает его абсолютную влажность.
Чем больше будет абсолютная влажность воздуха, тем больше будет и упругость содержащегося в нем водяного пара при одинаковой температуре и барометрическом давлении воздуха. Упругость водяного пара в воздухе обозначается буквой “e” мм рт. ст.
Упругость водяного пара при данной температуре и давлении не может увеличиваться беспредельно за счет поступления извне и имеет определенное максимальное значение, выше которого упругость водяного пара не может быть повышена. Эта максимальная величина упругости пара обозначается буквой “E” мм рт. ст. Максимальная упругость водяного пара соответствует максимальному возможному насыщению воздуха водяным паром “f max ”. Чем выше будет температура воздуха, тем больше будет значение E, т.е. тем больше предельное количество влаги “f max ” может содержаться в воздухе.
Относительная влажность воздуха “φ” выражается в процентах как отношение действительной упругости водяного пара в воздухе “e” к максимальной упругости его “E”, соответствующей данной температуре, следовательно
(4.1)
Если воздух данной влажности повысит свою температуру, то его относительная влажность φ понизится, т.к. величина e остается без изменения, а E увеличится с повышением температуры. При охлаждении воздуха относительная влажность повысится. При некоторой температуре, когда E станет равно e воздух получит относительную влажность φ=100%, т.е. достигнет полного насыщения водяным паром. Эта температура называется температурой точки росы. Если продолжать охлаждение воздуха ниже точки росы, то упругость водяного пара содержащегося в нем будет понижаться соответственно значениям E для данной температуры и излишне количество влаги будет конденсироваться, т.е. превращаться в капельно-жидкое состояние, образуя туман.
Порядок определения точки росы.
ПРИМЕР №4.1
Определить точку росы для воздуха, имеющего температуру t°=+20 при относительной влажности его φ=70%.
В таблице максимальной упругости водяного пара E находим, что при t°=+20 E=17,54 мм рт.ст. Так как относительная влажность воздуха φ=70%, то действительная упругость водяного пара в воздухе e будет составлять только 70% от E , т.е. е=17,54×0,7=12,28 мм рт.ст. Та температура для которой 12,28 мм рт.ст. будет соответствовать максимальной упругости водяного пара и будет точкой росы tр. По той же таблице находим, что при t°=14,4°С; E=12,30 мм рт.ст, следовательно эта температура и есть точка росы для данной влажности воздуха, т.е. tр=14,4°С.
Если при той же температуре относительная влажность будет φ=55%, то получим t°=20°С; E=17,54 мм рт.ст. е=17,54×0,55=9,65 мм рт.ст и по табл. найдем, что tр=+10,7°С следовательно с уменьшением относительной влажности воздуха понижается его точка росы.
ПРИМЕР №4.2
При температуре +20°С воздух имеет относительную влажность φ=60%. Как изменится относительная влажность воздуха при:
а) повышении температуры воздуха до +22°С;
б) понижении его температуры до +15°С.
При t°=20°С E=17,54 мм рт.ст., отсюда упругость водяного пара е=17,54×0,6=10,52 мм рт.ст:
а) При повышении температуры воздуха до +22°С найдем по таблице E=19,83 мм рт.ст, упругость же водяного пара е=10,52 мм рт.ст осталась без изменения, следовательно по формуле
найдем
;
б) при понижении температуры до +15°С получим E=12,79 мм рт.ст.
Точка росы во всех случаях будет одна и та же.
ПРИМЕР №4.3
Определить предельную допускаемую влажность воздуха в помещении жилого дома в г. Краснодаре при tВ=+20°С и tН=(-19°С). Температуре внутреннего воздуха 20°С по таблице максимальной упругости водяного пара E=17,54 мм рт.ст. Термическое сопротивление стены 2,38 м2·°С/Вт (из условий энергосбережения).
Температура внутренней поверхности ограждений:
,
при которой E=15,67 мм рт.ст.,
откуда предельная допускаемая влажность:
Если термическое сопротивление найдено, исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий R0=1,206 м2·°С/Вт, температура внутренней поверхности ограждения:
,
при
которой E=13,9
мм рт.ст.,
откуда
Необходимо помнить, что температура на внутренней поверхности угла и на теплопроводных включениях будет значительно ниже, что потребует снижения предельной допускаемой влажности в сравнении с ровной гладкой поверхностью удаленной от углов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Строительная теплофизика – прикладная наука. Усвоение этой дисциплины позволяет на стадии проектирования правильно определять уровень теплозащиты зданий на зимние и летние климатические условия. Правильное расположение слоев материалов в многослойных конструкциях позволяет обеспечить нормальный температурно-влажностный режим. Знание этой дисциплины позволит правильно решать вопросы температурно-влажностного режима при реконструкции старых зданий, построенных до повышения требований к уровню теплозащиты.
Приложение 1. Значения показателей функции em для использования при расчетах охлаждения ограждений и затухания температурных колебаний в толще конструкции.
m |
em |
m |
em |
m |
em |
m |
em |
0.00 |
1.00 |
1.75 |
5.75 |
3.50 |
33.11 |
6.50 |
665.14 |
0.10 |
1.11 |
1.85 |
6.36 |
3.60 |
36.60 |
6.70 |
812.41 |
0.15 |
1.16 |
1.90 |
6.69 |
3.65 |
38.47 |
6.80 |
897.85 |
0.20 |
1.22 |
1.95 |
7.03 |
3.70 |
40.45 |
6.90 |
992.27 |
0.25 |
1.28 |
2.00 |
7.39 |
3.75 |
42.52 |
7.00 |
1096.6 |
0.30 |
1.35 |
2.05 |
7.77 |
3.80 |
44.70 |
7.10 |
1212.0 |
0.35 |
1.42 |
2.10 |
8.17 |
3.85 |
46.99 |
7.20 |
1339.4 |
0.40 |
1.49 |
2.15 |
8.58 |
3.90 |
49.40 |
7.30 |
1480.5 |
0.45 |
1.57 |
2.20 |
9.02 |
3.95 |
51.93 |
7.40 |
1636.0 |
0.50 |
1.65 |
2.25 |
9.49 |
4.00 |
54.60 |
7.50 |
1808.0 |
0.55 |
1.73 |
2.30 |
9.97 |
4.10 |
60.34 |
7.60 |
1998.2 |
0.60 |
1.82 |
2.35 |
10.49 |
4.20 |
66.69 |
7.70 |
2208.3 |
0.65 |
1.92 |
2.40 |
11.02 |
4.30 |
73.70 |
7.80 |
2440.6 |
0.70 |
2.01 |
2.45 |
11.59 |
4.40 |
81.45 |
7.90 |
2697.3 |
0.75 |
2.12 |
2.50 |
12.18 |
4.50 |
90.02 |
8.00 |
2981.0 |
0.80 |
2.23 |
2.55 |
12.81 |
4.60 |
99.48 |
8.10 |
3294.5 |
0.85 |
2.34 |
2.60 |
13.46 |
4.70 |
109.95 |
8.20 |
3641.0 |
0.90 |
2.46 |
2.65 |
14.15 |
4.80 |
121.51 |
8.30 |
4023.9 |
0.95 |
2.59 |
2.70 |
14.88 |
4.90 |
134.29 |
8.40 |
4447.1 |
1.00 |
2.72 |
2.75 |
15.64 |
5.00 |
148.41 |
8.50 |
4914.8 |
1.05 |
2.86 |
2.80 |
16.44 |
5.10 |
164.02 |
8.60 |
5431.7 |
1.10 |
3.00 |
2.85 |
17.29 |
5.20 |
181.27 |
8.70 |
6002.9 |
1.15 |
3.16 |
2.90 |
18.17 |
5.30 |
200.34 |
8.80 |
6634.2 |
1.20 |
3.32 |
2.95 |
19.11 |
5.40 |
221.41 |
8.90 |
7332.0 |
1.25 |
3.49 |
3.00 |
20.09 |
5.50 |
244.69 |
9.00 |
8103.1 |
1.30 |
3.67 |
3.05 |
21.11 |
5.60 |
270.43 |
9.10 |
8955.3 |
1.35 |
3.86 |
3.10 |
22.20 |
5.70 |
298.87 |
9.20 |
9897.1 |
1.40 |
4.06 |
3.15 |
23.34 |
5.80 |
330.30 |
9.30 |
10938 |
1.45 |
4.26 |
3.20 |
24.53 |
5.90 |
365.04 |
9.40 |
12088 |
1.50 |
4.48 |
3.25 |
25.79 |
6.00 |
403.43 |
9.50 |
13360 |
1.55 |
4.71 |
3.30 |
27.11 |
6.10 |
445.86 |
9.60 |
14765 |
1.60 |
4.95 |
3.35 |
28.50 |
6.20 |
492.75 |
9.70 |
16318 |
1.65 |
5.21 |
3.40 |
29.96 |
6.30 |
544.57 |
9.80 |
18034 |
1.70 |
5.47 |
3.45 |
31.50 |
6.40 |
601.85 |
9.90 |
19930 |
|
|
|
|
|
|
10.00 |
22026 |
Приложение 2. Давление (максимальная упругость) насыщенного водяного пара Е в мм рт. ст. для различных температур при В=755мм.
А. Для температур от 0 до -45 °С (над льдом)
t° |
Е в мм |
t° |
Е в мм |
t° |
Е в мм |
t° |
Е в мм |
t° |
Е в мм |
0 |
4.58 |
-5.4 |
2.91 |
-10.6 |
1.84 |
-16 |
1.13 |
-23 |
0.58 |
-0.2 |
4.51 |
-5.6 |
2.86 |
-10.8 |
1.81 |
-16.2 |
1.11 |
-23.5 |
0.55 |
-0.4 |
4.44 |
-5.8 |
2.81 |
-11 |
1.78 |
-16.4 |
1.09 |
-24 |
0.52 |
-0.6 |
4.36 |
-6 |
2.76 |
-11.2 |
1.75 |
-16.6 |
1.07 |
-24.5 |
0.49 |
-0.8 |
4.3 |
-6.2 |
2.72 |
-11.4 |
1.72 |
-16.8 |
1.05 |
-25 |
0.47 |
-1 |
4.22 |
-6.4 |
2.67 |
-11.6 |
1.69 |
-17 |
1.03 |
-25.5 |
0.45 |
-1.2 |
4.15 |
-6.6 |
2.63 |
-11.8 |
1.66 |
-17.2 |
1.01 |
-26 |
0.42 |
-1.4 |
4.08 |
-6.8 |
2.58 |
-12 |
1.63 |
-17.4 |
0.99 |
-27 |
0.38 |
-1.6 |
4.01 |
-7 |
2.53 |
-12.2 |
1.6 |
-17.6 |
0.97 |
-28 |
0.34 |
-1.8 |
3.95 |
-7.2 |
2.49 |
-12.4 |
1.57 |
-17.8 |
0.96 |
-29 |
0.31 |
-2 |
3.88 |
-7.4 |
2.45 |
-12.6 |
1.55 |
-18 |
0.94 |
-30 |
0.28 |
-2.2 |
3.82 |
-7.6 |
2.41 |
-12.8 |
1.52 |
-18.2 |
0.92 |
-31 |
0.252 |
-2.4 |
3.75 |
-7.8 |
2.36 |
-13 |
1.49 |
-18.4 |
0.9 |
-32 |
0.227 |
-2.6 |
3.69 |
-8 |
2.32 |
-13.2 |
1.46 |
-18.6 |
0.88 |
-33 |
0.205 |
-2.8 |
3.63 |
-8.2 |
2.28 |
-13.4 |
1.43 |
-18.8 |
0.87 |
-34 |
0.185 |
-3 |
3.57 |
-8.4 |
2.24 |
-13.6 |
1.41 |
-19 |
0.85 |
-35 |
0.167 |
-3.2 |
3.51 |
-8.6 |
2.2 |
-13.8 |
1.38 |
-19.2 |
0.83 |
-36 |
0.15 |
-3.4 |
3.45 |
-8.8 |
2.17 |
-14 |
1.36 |
-19.4 |
0.82 |
-37 |
0.134 |
-3.6 |
3.39 |
-9 |
2.13 |
-14.2 |
1.34 |
-19.6 |
0.8 |
-38 |
0.119 |
-3.8 |
3.34 |
-9.2 |
2.09 |
-14.4 |
1.31 |
-19.8 |
0.79 |
-39 |
0.105 |
-4 |
3.28 |
-9.4 |
2.05 |
-14.6 |
1.29 |
|
|
-40 |
0.093 |
-4.2 |
3.22 |
-9.6 |
2.01 |
-14.8 |
1.26 |
-20 |
0.77 |
-41 |
0.082 |
-4.4 |
3.17 |
-9.8 |
1.98 |
-15 |
1.24 |
-20.5 |
0.74 |
-42 |
0.072 |
-4.6 |
3.11 |
|
|
-15.2 |
1.22 |
-21 |
0.7 |
-43 |
0.063 |
-4.8 |
3.06 |
-10 |
1.95 |
-15.4 |
1.19 |
-21.5 |
0.67 |
-44 |
0.055 |
-5 |
3.01 |
-10.2 |
1.91 |
-15.6 |
1.17 |
-22 |
0.64 |
-45 |
0.048 |
-5.2 |
2.96 |
-10.4 |
1.88 |
-15.8 |
1.15 |
-22.5 |
0.61 |
|
|
Б. Для температур от 0 до 50 °С
t° |
0.0 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
0 |
4.58 |
4.61 |
4.65 |
4.68 |
4.72 |
4.75 |
4.79 |
4.82 |
4.86 |
4.89 |
1 |
4.93 |
4.96 |
5 |
5.03 |
5.07 |
5.11 |
5.14 |
5.18 |
5.22 |
5.26 |
2 |
5.29 |
5.33 |
5.37 |
5.41 |
5.45 |
5.49 |
5.53 |
5.57 |
5.61 |
5.65 |
3 |
5.69 |
5.73 |
5.77 |
5.81 |
5.85 |
5.89 |
5.93 |
5.97 |
6.02 |
6.06 |
4 |
6.1 |
6.14 |
6.19 |
6.23 |
6.27 |
6.32 |
6.36 |
6.41 |
6.45 |
6.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
6.54 |
6.59 |
6.64 |
6.68 |
6.73 |
6.78 |
6.82 |
6.87 |
6.92 |
6.97 |
6 |
7.01 |
7.06 |
7.11 |
7.16 |
7.21 |
7.26 |
7.31 |
7.36 |
7.41 |
7.46 |
7 |
7.51 |
7.57 |
7.62 |
7.67 |
7.72 |
7.78 |
7.83 |
7.88 |
7.94 |
7.99 |
8 |
8.05 |
8.1 |
8.16 |
8.21 |
8.27 |
8.32 |
8.38 |
8.44 |
8.49 |
8.55 |
9 |
8.61 |
8.67 |
8.73 |
8.79 |
8.85 |
8.91 |
8.97 |
9.03 |
9.09 |
9.15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
9.21 |
9.27 |
9.33 |
9.4 |
9.46 |
9.52 |
9.59 |
9.65 |
9.71 |
9.78 |
11 |
9.84 |
9.91 |
9.98 |
10.04 |
10.11 |
10.18 |
10.24 |
10.31 |
10.38 |
10.45 |
12 |
10.52 |
10.59 |
10.66 |
10.73 |
10.8 |
10.87 |
10.94 |
11.01 |
11.09 |
11.16 |
13 |
11.23 |
11.31 |
11.38 |
11.45 |
11.53 |
11.6 |
11.68 |
11.76 |
11.83 |
11.91 |
14 |
11.99 |
12.07 |
12.14 |
12.22 |
12.3 |
12.38 |
12.46 |
12.54 |
12.62 |
12.71 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
12.79 |
12.87 |
12.95 |
13.04 |
13.12 |
13.21 |
13.29 |
13.38 |
13.46 |
13.55 |
16 |
13.63 |
13.72 |
13.81 |
13.9 |
13.99 |
14.08 |
14.17 |
14.26 |
14.35 |
14.44 |
17 |
14.53 |
14.62 |
14.72 |
14.81 |
14.9 |
15 |
15.09 |
15.19 |
15.28 |
15.38 |
18 |
15.48 |
15.58 |
15.67 |
15.77 |
15.87 |
15.97 |
16.07 |
16.17 |
16.27 |
16.37 |
19 |
16.48 |
16.58 |
16.69 |
16.79 |
16.89 |
17 |
17.11 |
17.21 |
17.32 |
17.43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
17.54 |
17.64 |
17.75 |
17.86 |
17.97 |
18.09 |
18.2 |
18.31 |
18.42 |
18.54 |
21 |
18.65 |
18.77 |
18.88 |
19 |
19.11 |
19.23 |
19.35 |
19.47 |
19.59 |
19.71 |
22 |
19.83 |
19.95 |
20.07 |
20.19 |
20.32 |
20.44 |
20.57 |
20.69 |
20.82 |
20.94 |
23 |
21.07 |
21.2 |
21.32 |
21.45 |
21.58 |
21.71 |
21.85 |
21.98 |
22.11 |
22.24 |
24 |
22.38 |
22.51 |
22.65 |
22.79 |
22.92 |
23.06 |
23.2 |
23.34 |
23.48 |
23.62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
23.76 |
23.9 |
24.04 |
24.18 |
24.33 |
24.47 |
24.62 |
24.76 |
24.91 |
25.06 |
26 |
25.21 |
25.36 |
25.51 |
25.66 |
25.81 |
25.96 |
26.12 |
26.27 |
26.46 |
26.58 |
27 |
26.74 |
26.9 |
27.06 |
27.21 |
27.37 |
27.54 |
27.7 |
27.86 |
28.02 |
28.19 |
28 |
28.35 |
28.51 |
28.68 |
28.85 |
29.02 |
29.18 |
29.35 |
29.53 |
29.7 |
29.87 |
29 |
30.04 |
30.22 |
30.39 |
30.57 |
30.75 |
30.92 |
31.1 |
31.28 |
31.46 |
31.64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
31.82 |
32.01 |
32.19 |
32.38 |
32.56 |
32.75 |
32.93 |
33.12 |
33.31 |
33.5 |
31 |
33.7 |
33.89 |
34.08 |
34.28 |
34.47 |
34.67 |
34.86 |
35.06 |
35.26 |
35.46 |
32 |
35.66 |
35.87 |
36.07 |
36.27 |
36.48 |
36.68 |
36.89 |
37.1 |
37.31 |
37.52 |
33 |
37.73 |
37.94 |
38.16 |
38.37 |
38.58 |
38.8 |
39.02 |
39.24 |
39.46 |
39.68 |
34 |
39.9 |
40.12 |
40.34 |
40.57 |
40.8 |
41.02 |
41.25 |
41.48 |
41.71 |
41.94 |
35 |
42.18 |
42.41 |
42.64 |
42.88 |
43.12 |
43.36 |
43.6 |
43.84 |
44.08 |
44.32 |
36 |
44.56 |
44.81 |
45.05 |
45.3 |
45.55 |
45.8 |
46.05 |
46.3 |
46.56 |
46.81 |
37 |
47.07 |
47.32 |
47.58 |
47.84 |
48.1 |
48.36 |
48.63 |
48.89 |
49.16 |
49.42 |
38 |
49.69 |
49.96 |
50.23 |
50.51 |
50.77 |
51.05 |
51.32 |
51.6 |
51.9 |
52.16 |
39 |
52.44 |
52.73 |
53.01 |
53.29 |
53.58 |
53.87 |
54.16 |
54.45 |
54.74 |
55.03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
55.32 |
55.61 |
66.91 |
56.21 |
56.51 |
56.81 |
57.11 |
57.41 |
57.72 |
58.03 |
41 |
58.34 |
58.65 |
58.96 |
59.27 |
59.58 |
59.9 |
60.22 |
60.54 |
60.86 |
61.18 |
42 |
61.5 |
61.82 |
62.14 |
62.47 |
62.8 |
63.13 |
63.46 |
63.79 |
64.12 |
64.46 |
43 |
64.8 |
65.14 |
65.48 |
65.82 |
66.16 |
66.51 |
66.86 |
67.21 |
67.56 |
67.91 |
44 |
68.26 |
68.61 |
68.97 |
69.33 |
69.69 |
70.05 |
70.41 |
70.77 |
71.14 |
71.51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
71.88 |
72.25 |
72.62 |
72.99 |
73.36 |
73.74 |
74.12 |
74.5 |
74.88 |
75.26 |
46 |
75.65 |
76.04 |
76.43 |
76.82 |
77.21 |
77.6 |
78 |
78.4 |
78.8 |
79.2 |
47 |
79.6 |
80 |
80.41 |
80.82 |
81.23 |
81.64 |
82.05 |
82.46 |
82.87 |
83.29 |
48 |
83.71 |
84.13 |
84.56 |
84.99 |
85.42 |
85.85 |
86.28 |
86.71 |
87.14 |
87.58 |
49 |
88.02 |
88.46 |
88.9 |
89.34 |
89.79 |
90.24 |
90.69 |
91.14 |
91.59 |
92.05 |
50 |
92.51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Библиографический список
Нормативы по теплозащите зданий СНКК-23-302-2000
СНиП 2.01.01.82 - Строительная климатология и геофизика – М.: Госстрой России, 1999
СНиП II-3-79* - Строительная теплотехника. М.: Минстрой России, 1995
К.Ф.Фокин. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий – М.: Стройиздат, 1973 с.287
ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимота в помещениях. Госстрой России ГУП ЦПП, 1999
Теплозащита зданий.
Составитель: Шпилевой Николай Александрович
Подписано в печать |
Формат 60х84/16 |
Бумага оберточная |
Офсетная печать |
Печ.л. |
Изд. |
Усл. печ.л. |
Тираж |
Уч.-изд.л. |
Заказ № |
Цена |
|
Лиц. ИД №02586 от 18.08.2000
Кубанский Государственный Технологический Университет