3. Защита ограждающих конструкций от переувлажнения

3.1. Определение температуры в характерных сечениях ограждения

3.1.1. Определение температуры в ограждении аналитическим методом

При проектировании конструкции ограждения необходимо знать не только величину его сопротивления теплопередаче, но и значения температуры в любой плоскости ограждения при заданных значениях температур воздуха с одной и с другой стороны ограждения. Эти сведения дают возможность определить условия конденсации влаги в толще конструкции и подобрать мероприятия по ее устранению.

Особое значение для теплотехнической оценки ограждения имеет величина температуры на его внутренней поверхности, так как по ней оценивается возможность образования конденсата на ограждении.

Температура на внутренней поверхности ограждения ,⁰С, рассчитывается по формуле

, (3.1)

где R – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м^{2 0}С/Вт;

t_в, α_в – то же, что в формуле (2.3);

t_нхм – расчетная температура наружного воздуха, равная температуре наиболее холодного месяца, ^оС.

Температура в толще стены, на границе между слоями, τ_х, ^оС, определяется по формуле

, (3.2)

где R_о, t_в, , α_в ,t_нхм – то же, что и в формуле (3.1);

n – коэффициент, рассчитываемый по формуле (2.2);

ΣR_х – сумма термических сопротивлений слоев конструкции от внутренней поверхности ограждения до рассматриваемого сечения х.

Пример 3.1. Требуется определить температуру в характерных сечениях наружной стены из примера 2.1.

Исходные данные

Температура внутреннего воздуха t_в = 20 ^оС. Средняя температура наружного воздуха наиболее холодного месяца t_нхм = -11,4 ºС. Общее сопротивление теплопередаче ограждения R=5,14 м²·^оС/Вт.

Решение

Рассчитаем термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции R_i, м²С/Вт, начиная от внутреннего воздуха по формуле

R^. = δ_i / λ_i, (3.3)

где λ_i – коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/ (мС);

δ_i – толщина слоя, м.

R₁ = 0,02/0,87=0,02 м²С/Вт,

R₂=0,38/0,81 = =0,47 м²С/Вт,

R₃=0,2/0,046=4,35 м²С/Вт,

R₄= 0,12/0,81=0,15 м²С/Вт.

Вычисляем температуру на внутренней поверхности ограждения τ_в, ^оС, по формуле (3.1) :

.

По формуле (3.2) определим температуры τ₁, τ₂, τ₃, τ₄, ^оС, в толще стены - на границе между слоями:

.

.

х

х .

Результаты аналитического расчета по формуле (3.2) оформляются графически в виде кривой распределения температуры по сечению ограждения, вычерченного в масштабе 1:5. Затем производится расчет этого же температурного поля графическим методом.

3.1.2. Определение температуры в ограждении графическим методом

При построении графика распределения температуры используются две оси: ось сопротивлений теплопередаче и ось температур. По горизонтальной оси, соответствующей нулевой температуре, в масштабе последовательно откладывают все значения сопротивлений теплопередаче, начиная с 1/α_в и кончая 1/α_н (значения берутся из п. 2.1).

Сумма всех отрезков соответствует величине сопротивления теплопередаче ограждения R (рис. 3.1, а). Через полученные точки проводятся вертикальные линии, и на крайних вертикалях в масштабе отмечаются точки, соответствующие температурам внутреннего t_в и наружного t_н воздуха. Точки t_в и t_н соединяются прямой линией (рис. 3.1, б). Пересечения этой прямой с вертикалями дает точки, выражающие величины температур на границах слоев ограждения.

Рис. 3.1. Этапы построения графика распределения температуры в ограждении

На рис. 3.2 приведен пример построения графика распределения температуры в ограждении.

Рис. 3.2. График распределения температуры в ограждении

Данные, полученные с помощью аналитического и графического методов, заносятся в табл. 3.1 сравнения результатов. Результаты расчетов температурного поля аналитическим и графическим методами (табл. 3.2) должны совпадать.

Т а б л и ц а 3.1

Таблица сравнения результатов

Способ	Температура, оС
	tв	в	1	2	3	4	tнхм
Аналитический	20	19,3	19,18	16,3	-10,23	-11,14	-11,4
Графический	20	19,5	19,0	16,0	-10,5	-11,0	-11,4

Расчет чердачного перекрытия и перекрытия над подвалом производится так же, как и расчет вертикального наружного ограждения. Для чердачных перекрытий и перекрытий над подвалом расчет температурного поля в настоящей работе производить не нужно.