Методическое пособие 443

Пример 4

Проверить возможность образования конденсата в толще стены. Исходные данные взяты из примера 3.

Дополнительно:

- средняя температура наиболее холодного месяца tнхм= -11,6 оС (по табл. П1.14);

-средняя относительная влажность наружного воздуха наиболее холодного месяца φнхм=83 % (по табл. П1.14).

Расчетные значения коэффициентов паропроницаемости материалов (по табл. П1.2):

-раствор сложный ρ=1700 кг/м3; μ=0,098.мг/(м.ч.Па);

-кирпич силикатный ρ=1800 кг/м3; μ=0,11.мг/(м.ч.Па);

-экструзионный пенополистирол «Пеноплэкс» ρ=35 кг/м3; μ=0,018 мг/(м.ч.Па);

-кирпич керамический пустотный ρ=1300 кг/м3;

μ=0,16 мг/(м.ч.Па)

Расчет.

А. Строим график распределения температур в толще ограждения двумя способами, основанными на том, что падение температуры на каждом слое конструкции прямо пропорционально его термическому сопротивлению.

1. Аналитический способ.

Определим значение условного общего сопротивления теплопередаче по формуле (6.6):

Температура на внутренней поверхности ограждения равна

τв= tв-(( tв- t50,92)/ Rоусл)(1/αв)= =20-((20-(-11,6))/(5,15))(1/8,7)=19,4 оС.

Температура на границе 1-го и 2-го слоев равна

τ12= tв-(( tв- t50,92)/ Rоусл)(1/αв+δ1/λ1)= =20-((20-(-11,6))/(5,15)).(1/8,7+0,02/0,7)=19,2 оС.

Температура на границе 2-го и 3-го слоев равна

50

τ23= tв-(( tв- t50,92)/ Rоусл)(1/αв+δ1/ λ1+ δ2/ λ2)= =20-((20-(-11,6))/(5,15)).(1/8,7+0,02/0,7+0,38/0,76)=16,5 оС.

Температура на границе 3-го и 4-го слоев равна

τ34= tв-(( tв- t50,92)/ Rоусл)(1/αв+δ1/ λ1+ δ2/ λ2+ δ3/ λ3)= =20-((20-(-11,6))/(5,15)).(1/8,7+0,02/0,7+0,38/0,76+0,14/0,029) = = -9,9 оС.

Температура на наружной поверхности ограждения равна

τн = tв-(( tв- t50,92)/ Rоусл).(1/αв+δ1/ λ1+ δ2/ λ2+ δ3/ λ3+ δ4/ λ4) = = 20-((20-(-11,6))/(5,15)).(1/8,7+0,02/0,7+0,38/0,76+

+0,14/0,029+0,12/0,52) = -11,5 оС.

2. Графический способ. Выбираем масштабы:

-температур 1 см=3 оС;

-термических сопротивлений 1 см=0,4 Вт/(м2.оС).

Через точки с координатами (0, tв) и (Rо, tн) проводим отрезок прямой линии.

Б. В соответствии с полученными значениями температур на границах слоев τij по табл. П1.12 и П1.13 находим значения парциального давления насыщенного водяного пара Еij. Результаты представлены в виде таблицы.

Значения парциального давления насыщенного водяного пара

Схема определения температур на границах слоев показана на рис. 6.4.

Точность способа зависит от выбранного масштаба и аккуратности графических построений.

51

δ4/ λ4 1/αн

(0,231) (0,043)

0 оC

τ34 = -9,9

τн = -11,5 tн = -11,6

Рис. 6.4. Графическое определение температур на границах слоев

В. Определяем общее сопротивление паропроницанию по фор-

муле (3.3):

Rоп = ∑δi/μi =0,02/0,098+0,38/0,11+0,14/0,018+0,12/0,16 = = 12,18 (м2.ч.Па)/мг,

где значения коэффициентов паропроницаемости материалов μi взяты из табл. П2.

Г. Определяем действительные значения упругости водяного пара на внутренней и наружной поверхностях стены по формуле

(3.1):

ев = φвЕв/100 = 55.2238/100 = 1231 Па; ен = φнЕн/100 = 83.229/100 = 190,1 Па.

52

Д. В промежуточных точках:

- на границе первого и второго слоев находим

е12 = ев – ((ев – ен)/ Rоп)).(δ1/μ1) = 1231-((1231-190,1)/12,18)).(0,2) =

=1216 Па;

-на границе второго и третьего слоев находим

е23 =ев – ((ев – ен)/ Rоп).(δ1/μ1+ δ2/μ2) = =1231-((1231-190,1)/12,18).(0,2+3,45) = 919 Па;

- на границе третьего и четвертого слоев находим

е34 = ев – ((ев – ен)/ Rоп).(δ1/μ1+ δ2/μ2+ δ3/μ3) = =1231-((1231-190,1)/12,18).(0,2+3,45+7,78) = 254 Па.

Построенные по полученным данным графики Еij и еij приведены на рис. 6.5.

Из рис. 6.5 видно, что значения действительной упругости водяного пара еij не превышают значений максимально возможной упругости Еij ни в одной точке по толщине конструкции, следовательно. конденсация водяного пара внутри стены не ожидается.

В случае взаимного пересечения линий возможно образование внутреннего конденсата. Чтобы избежать этого требуется устройство пароизоляционного слоя из материалов с низким коэффициентом паропроницаемости μ (алюминиевая фольга, полиэтиленовая пленка, пароизол и т.п.). Располагать пароизоляцию следует с внутренней стороны конструкции непосредственно перед утеплителем. После этого нужно произвести расчет новых значений действительной упругости водяного пара еij и выполнить повторный анализ.

53

Рис. 6.5. Графики распределения действительной (еij) и максимально возможной (Еij) упругостей водяного пара по толщине стены

54

Пример 5

Определить характерный тип погоды и дать общие рекомендации по эксплуатации жилых зданий для г. Воронежа.

Исходные данные:

Значения среднемесячных температур tс.м., оС , берем из табл. П4.1:

Средние значения суточных амплитуд наружного воздуха Ас , оС, находим в табл. П4.2:

Расчет.

Среднесуточные температуры в каждом месяце определим по формуле

tс.с. = tс.м.+ 0,7.Ас.

Результаты вычислений tс.с , оС, приведем в табличном виде:

По полученным результатам определим продолжительность характерных типов погоды по табл. П. 4.3:

-холодная (t < +8 0C) – 5 месяцев (XI – III);

-прохладная (+8 0C < t < +15 0C) – 2 месяца (IV, X);

-теплая (+16 0C < t ≤ +28 0C) – 4 месяца (V- VI, VIII);

-жаркая (t > +32 0C) – 1 месяц (VII).

Преобладающий тип погоды – холодная (продолжительность – 5 месяцев). По табл. П4.3 - требуется отопление жилых зданий.

55

Пример 6

Определить климатический район и подрайон для г. Калининграда.

Исходные данные:

- среднемесячная температура в январе tс.м = -2,2 0C (табл. П4.1);

-среднемесячная температура в июле tс.м = +17,7 0C (табл. П4.1);

-средняя скорость ветра за три зимних месяца v= 2,8 м/с (табл. П1.14);

-относительная влажность воздуха в июле φ = 75 %

(табл. П1.14).

По табл. П4.4 климатические данные соответствуют району IIБ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для всех типов зданий параметры микроклимата в помещениях регламентируются нормативными документами (СП, ГОСТ или заданием на проектирование). Задача создания и поддержания комфортных условий решается при разработке генерального плана, на этапе выбора объемно-планировочного решения, при основанном на законах теплопередачи конструировании элементов теплозащитной оболочки зданий, а также в процессе назначения систем отопления, вентиляции и кондиционирования.

Правильная организация воздухообмена позволяет поддерживать требуемое качество внутреннего воздуха и избежать излишних тепловых потерь.

Влажностный режим наружных ограждающих конструкций оказывает влияние на их теплозащитные свойства и долговечность, а учет тепловой устойчивости позволяет избежать перегрева помещений в теплое время года в южных регионах.

Применение комплексной оценки тепловой защиты, учитывающей геометрические параметры здания, позволит минимизировать удельные потери тепловой энергии, оптимизировать расходы на отопление, что приведет к снижению эксплуатационных расходов.

56

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Блази, В. Справочник проектировщика. Строительная физика

/В. Блази. - М.: Техносфера, 2004. - 480 с.

2.Фокин, К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий / К.Ф. Фокин. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2006. - 256 с.

3.Стецкий, С.В. Строительная физика: краткий курс лекций для студентов, обучающихся по направлению 270800 «Строительство» / С.В. Стецкий, К.О. Ларионова. - М.: Ай Пи Эр Медиа, ЭБС АСВ, 2014. – 57 с. http://www.iprbookshop.ru/27466.html

4.Закируллин Р.С. Строительная физика: учеб.-метод. пособие / Р.С. Закируллин. - Оренбург: Оренбургский государственный уни-

верситет, ЭБС АСВ, 2011. – 56 с. http://www.iprbookshop.ru/21675.html

5.Куприянов, В.Н. Физика среды и ограждающих конструкций: учебник / В.Н. Куприянов. – М.: АСВ, 2015. – 308 с.

6.СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003.- М.: Минрегион России, 2012. – 96 с.

7.СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная версия СНиП 23-01-99* - М.: Минрегион России, 2012. – 108 с.

57

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Основные расчетные параметры и показатели

Таблица П1.1 Влажностный режим помещений зданий

Таблица П1.2 Условия эксплуатации ограждающих конструкций

Таблица П1.3 Оптимальная температура и допустимая относительная

влажность воздуха внутри здания для холодного периода года

* 21оС в районах с расчетной температурой наиболее холодной пятидневки минус 31 оС

58

Таблица П1.4 Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности воздуха производственных помещений для холодного

периода года

Таблица П1.5 Нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности

ограждающих конструкций

59