5. Расчет влажностного режима наружных ограждений

5.1. Методика проверки внутренней поверхности ограждения (стены) на возможность конденсации влаги

1. Определяют температуру внутренней поверхности для мате­риала без теплопроводных включений, С

, (5.1)

где Rв–	сопротивление теплоотдаче у внутренней поверхности ограж­дения, м2С/Вт, определяемое какRв= 1/в;
–	общее фактическое термическое сопротивление огражде­ния, м2С/Вт.

2. Определяют действительную упругость водяных паров, Па

, (5.2)

где в–	относительная влажность внутреннего воздуха, %, (см. таб­л. 1.1);
Ев–	максимальная упругость водяных паров, Па, при задан­ной температуре внутреннего воздуха tв, С, [4, табл.16].

3. Рассчитывают температуру точки росы, С

. (5.3)

4. Определяют температуру внутренней поверхности в углу, С

. (5.4)

Таким образом, если выполняются условия и, то конденсация влаги на внутренней поверхности ограждения в углу стены происходить не будет.

Пример 8

Проверка внутренней поверхности ограждения (стены) на возможность конденсации влаги

Исходные данные

Для расчета необходимы значения следующих величин: t_н = –27 С;t_в= 20С;n = 1;_в= 8,7 Вт/(м²С);м²С/Вт;R_в= 0,115 м²С/Вт;_в= 50 %;Е_в= 2339 Па.

Порядок расчета

Определяют температуру внутренней поверхности для материала без теплопроводных включений по уравнению (5.1), С

 С.

Определяют действительную упругость водяных паров по урав­нению (5.2), Па

Па.

Рассчитывают температуру точки росы по уравнению (5.3), С

С.

Определяют температуру внутренней поверхности в углу по урав­нению (5.4), С

;

_уг = 15,5 С.

Таким образом, конденсация влаги на внутренней поверхности ог­раж­дения и в углу стены происходить не будет, так как выпол­няются условия (18,4 > 8,9) и(15,5 > 8,9).

5.2. Методика проверки на возможность конденсации влаги в толще наружного ограждения (стены)

1. Вычерчивают на миллиметровой бумаге оси координат.

По оси абсцисс откладывают последовательно толщины слоев конструкции ограждения (масштаб: в 1 см – 0,1 м), а по оси орди­нат в едином масштабе – максимально возможную упругость во­дяных паровE_x,Па, и действительную упругость водяных паровe_x,Па (масштаб: в 1 см – 200 Па) (см. прил. 7).

2. Находят распределение температуры в толще ограждения на границах каждого слоя и сечения при t_хп(0,92)по уравнению (5.1)

С.

Результаты расчета оформляют графически (см. прил. 4).

3. Вычисляют максимальные значения упругости водяных паров на границах слоев E_х, Па, по известным значениям температуры по [4, табл. 16].

4. Определяют упругость водяных паров в помещении и в на­руж­ном воздухе по уравнению (5.2).

5. Вычисляют общее сопротивление паропроницанию всей кон­струк­ции ограждения , м²чПа/м²

, (5.5)

где –	сопротивление паропроницанию соответственно внут­ренней (= 0,0266) и наружной (= 0,0133) по­верх­­ностей, м2чПа/м2;
μx–	расчетный коэффициент паропроницаемости мате­риала слоя ограждения, м2/м2чПа.

6. Рассчитывают действительное значение упругости водяных паров на границах отдельных слоев, Па

. (5.6)

Результаты оформляют графически (см. прил. 4).

По результатам расчетов и после построения графика если ли­нии E_x и е пересекаются, значит, возможна конденсация влаги в тол­ще ограждения. Если не пересекаются, значит, конденсации во­дя­ного пара в толще ограждения нет.

При наличии зоны конденсации необходимо определить ее гра­ни­цы, для чего (см. прил.4) из точек е_в и е_н проводится касатель­ная к линии Е. Между точками касания С и D и находится граница зоны конденсации.

Важно определить в этой зоне величину повышения весовой влаж­ности материала при конденсации в толще ограждения и срав­нить ее с нормативным значением.

7. Вычисляют количество пара, прошедшего слои ограждения , м, дои послезоны конденсации

; (5.7)

, (5.8)

где ,–

толщина слоя ограждения соответственно до и после слоя конденсации, м.

8. Определяют количество конденсата , г/(м²ч), за отопи­тельный периодZ_оп

= ( – )24Z_оп. (5.9)

9. Если зона конденсации захватывает слой утеплителя, то осу­ще­ств­ляют проверку на допустимую весовую влажность для данного слоя

, г/(м²ч), (5.10)

где –	ширина зоны конденсации в слое утеплителя, м;
–	ширина всей зоны конденсации по толще ограж­дения, м.

10. Находят повышение весовой влажности при конденсации водяных паров в толще ограждения

, (5.11)

где –	объемная масса материала увлажненного слоя, кг/м3, [4, прил.3];
–	толщина увлажненного слоя ограждения, м.

Если , необходимо предусмотреть меры по пре­ду­преж­дению накопления влаги в толще ограждения, т.е. естествен­ную и искусственную просушку ограждения в теплый период за счет инфильтрации и вентиляции.

Пример 9

Проверка на возможность конденсации влаги в толще наружного ограждения (стены)

Исходные данные

Ограждающая конструкция стены здания, состоящая из трёх слоёв: монолитного тяжелого бетона₁= 0,16 м,λ₁= 1,74 Вт/(м²С),μ₁= 0,03 кг/м²Па; слоя утеплителя из жестких минераловатных плит₂= 0,15 м,λ₂= 0,052 Вт/(м²С),μ₂= 0,6 кг/м²Па; торк­рет-бе­тона₃= 0,1 м;λ₃= 0,7 Вт/(м²С);μ₃= 0,098 кг/м²Па,t_н= –27 С;t_в= 20 С;n= 1;м²С/Вт;R_в= 0,115 м²С/Вт;_в= 50 %;_н= 84 %;Е_в= 2339 Па;Е_н= 41 Па;м²чПа/м²;м²Па/м²;Z_оп= 200 сут.

Порядок расчета

Вычерчивают на миллиметровой бумаге оси координат.

По оси абсцисс откладывают последовательно толщины слоев конструкции ограждения (масштаб: в 1 см – 0,1 м), а по оси орди­нат в едином масштабе – максимально возможную упругость водя­ных паров E_x, Па, и действительную упругость водяных паров e_x, Па (масштаб: в 1 см – 200 Па) (см. прил.7).

Находят распределение температуры в толще ограждения на гра­­ницах каждого слоя и сечения приt_хп(0,92)= –27С по урав­не­нию (5.1):

на поверхности 1

 С;

на поверхности 2

 С;

на поверхности 3

 С;

на поверхности 4

 С;

на поверхности 5

С;

на поверхности 6

С;

на поверхности 7

С;

на поверхности 8

С;

на поверхности 9

С;

на поверхности 10

С;

Результаты расчета оформляют графически (см. прил. 7).

Вычисляют максимальные значения упругости водяных паров на границах слоев E_х, Па, по известным значениям температуры, по [4, табл.16], С

при ₁ = 18,4 С Е₁ = 2116 Па;

при ₂ = 17,3 С Е₂ = 1975 Па;

при ₃ = 16,3 С Е₃ = 1853 Па;

при ₄ = 2,5 С Е₄ = 732 Па;

при ₅ = –11,3 С Е₅ = 237 Па;

при ₆ = –25 С Е₆ = 63 Па;

при ₇ = –25,4 С Е₇ = 61 Па;

при ₈ = –25,7 С Е₈ = 58 Па;

при ₉ = –26 С Е₉ = 56 Па;

при ₁₀ = –26,4 С Е₁₀ = 54 Па.

Определяют упругость водяных паров в помещении и в наруж­ном воздухе по уравнению (5.2), Па:

Па;

Па.

Вычисляют общее сопротивление паропроницанию всей кон­струк­ции ограждения по уравнению (5.5), м²чПа/м²

м²чПа/м².

Рассчитывают действительное значение упругости водяных паров на границах отдельных слоев по уравнению (5.6), Па:

на поверхности 1

Па;

на поверхности 2

Па;

на поверхности 3

Па;

на поверхности 4

Па;

на поверхности 5

Па;

на поверхности 6

Па;

на поверхности 7

Па;

на поверхности 8

Па;

на поверхности 9

Па;

на поверхности 10

Па;

Результаты оформляют графически (см. прил. 7).

По результатам расчетов и после построения графика видно, что касательные к графику E_x пересекаются в двух точках, следова­тельно, возможна конденсация влаги в толще ограждения.

Вычисляют количество пара, прошедшего слои ограждения ,м, до и послезоны конденсации по уравнениям (5.7) и (5.8)

мг/(м²ч),

мг/(м²ч).

Определяют количество конденсата , г/(м²ч), за периодZ_оп по уравнению (5.9)

= (171,4 – 170,6)  24  200 = 3,84 г/(м²ч).

Зона конденсации захватывает слой утеплителя = 0,05 м. Осу­щест­вляют проверку на допустимую весовую влажность для данного слоя:

г/(м²ч).

Находят повышение весовой влажности при конденсации водя­ных паров в толще ограждения

.

Получили , т.е. 154 % > 3 %, поэтому необходимо пре­дусмотреть меры по предупреждению накопления влаги в толще ограждения, т.е. естественную и искусственную просушку ограж­дения в теплый период за счет инфильтрации и вентиляции.

Контрольные вопросы к разделу 5:

1. Какова основная цель расчета влажностного режима наружного ограждения?

2. Какие факторы влияют на содержание влаги в толще ограждающей конструкции?

3. Какие мерыпо предупреждению накопления влаги в толще ограждения необходимо предусмотреть?

4. Уменьшит ли повышение температуры внутри ограждающей конструкции вероятность накопления влаги в её толще?

5. Как следует располагать слои ограждающей конструкции, чтобы повысить температуру внутри неё?

6. Какую угрозу несет излишнее повышение весовой влажности при конденсации водя­ных паров в толще ограждения?