11.2. Примеры расчетов

Пример 1. Расчет влажностного режима стены в зимний период

Исходные данные:

Температура, относительная влажность и упругость водяного пара внутреннего воздуха соответственно равны: ºС; %; Па.

Температура, относительная влажность и упругость водяного пара наружного воздуха соответственно равны: ºС; %; Па.

Принципиальное конструктивное решение стены приведено на рисунке 11.1. В таблице 11.1 даны основные теплофизические характеристики материалов отдельных слоев ограждения.

Рисунок 11.1. Расчетная схема стены.

Таблица 11.1. – Теплофизические характеристики материалов

Материал слоя	Толщина , м	Плотность , кг/м3	Коэффициент теплопроводности , Вт/(м·ºС)	Коэффициент паророницаемости , мг/(м·ч·Па)
Известково-песчаный раствор	0,02	1 600	0,70	0,12
Фибролит	0,075	300	0,11	0,30
Кирпичная кладка	0,38	1 600	0,58	0,14
Сложный раствор	0,015	1 700	0,70	0,098

Порядок расчета

Общее сопротивление теплопередаче стены составляет:

Сопротивление паропроницанию слоев стены (без учета сопротивления влагообмену) равно:

Известковая штукатурка 20 мм м²∙ч∙Па/мг

Цементный фибролит 75 мм м²∙ч∙Па/мг

Кирпичная кладка 380 мм м²∙ч∙Па/мг

Наружная штукатурка 15 мм м²∙ч∙Па/мг

Сопротивление паропроницанию всей стены м²∙ч∙Па/мг

На рисунке 11.2 стена вычерчена в масштабе сопротивлений паропроницанию. На ней нанесена температурная линия τ и построенная по ней линия максимальной упругости водяного пара Е.

Прямая, соединяющая точки и (пунктирная линия) пересекается с линией максимальной упругости водяного пара Е, следовательно, в стене будет конденсация водяного пара. Для построения действительной линии падения упругости водяного пара при конденсации влаги в стене проводим из точек и касательные прямые к линии Е. лежащая между точками касания «зона конденсации» имеет в данном случае толщину 80 мм.

Основное количество конденсата будет образовываться в плоскости примыкания фибролита к кирпичной стене, где линия е имеет резкий перелом. В зоне конденсации, расположенной в кирпичной стене, будет конденсироваться незначительное количество водяного пара.

Количество водяного пара, поступающего к зоне конденсации составляет:

мг/м²∙ч.

Рисунок 11.2. Графические построения:

1 – штукатурка известково – песчаная; 2 – фибролит;

3 – кирпичная кладка; 4 – тукатурка сложным раствором.

Количество водяного пара, уходящего из стены от правой границы зоны конденсации определяется по выражению:

мг/м²∙ч.

Количество пара, конденсирующегося в стене составляет:

мг/м²∙ч.

В течение месяца в рассматриваемой стене сконденсируется влаги:

кг/м².

Если условно принять, что в фибролите будет конденсироваться половина всего количества конденсата, то есть 0,48 кг/м² и увлажнит он одну треть толщины фибролита, прилегающего к кирпичной стене, имеющую вес: 0,025·300 = 7,50 кг/м², то весовая влажность фибролита этой части повысится на:

%.

В результате повышения влажности фибролита будет повышаться и его коэффициент теплопроводности, а у стены уменьшаться ее сопротивление теплопередаче. Чем больше будет разница в теплопроводности и паропроницаемости материалов такой стены, тем интенсивнее будет конденсироваться в ней влага.

Пример 2. Расчет влажностного режима стены в летний период

Исходные данные:

Конструкция стены и характеристики материалов приведены в примере 1.

Температура, относительная влажность и упругость водяного пара внутреннего воздуха соответственно равны: ºС; %; Па.

Температура, относительная влажность и упругость водяного пара наружного воздуха соответственно равны: ºС; %; Па.

Порядок расчета

Для определения температуры в плоскости прилегания фибролита к кирпичной стене имеем термическое сопротивление стены до зоны конденсации:

м²∙°С/Вт;

при этом °С, чему соответствует максимальная упругость водяного пара Е₃ = 2 182 Па.

Другая поверхность зоны конденсации (см. рисунок 11.2)отстоит от внутренней поверхности кирпичной стены на 80 мм, следовательно, термическое сопротивление зоны конденсации составляет:

м²∙°С/Вт.

Температура этой поверхности определяется по выражению:

°С.

Максимальная упругость водяного пара для данной температуры на этой поверхности составляет Е_к = 2160 Па.

Так как Е₃ > , высыхание будет идти в обоих направлениях. Количество влаги, удаляемой в сторону помещения равно:

мг/м²∙ч.

Количество влаги, удаляемой по направлению к наружной плоскости стены, составляет:

мг/м²∙ч.

Общее количество испаряющейся влаги определяется по выражению:

мг/м²∙ч.

По мере удаления влаги из стены будет сокращаться зона, в которой влажность материала выше предела сорбционного увлажнения, и под конец обратится в плоскость на границе кирпичной кладки и фибролита. Для этого момента получим:

мг/м²∙ч;

мг/м²∙ч.

Среднее количество влаги, удаляемой из стены за летний период:

мг/м²∙ч.

В течение месяца из стены будет испаряться следующее количество влаги:

кг/м²,

что больше зимнего месячного конденсата.