Расчет ограждающей конструкции на возможную конденсацию водяных паров в толще ограждения

Цель расчета – определение парциального давления водяного пара в толще ограждения и наличия возможной зоны конденсации в нем вследствие паропроницания. В этом расчете наружными условиями являются: средние значения температуры наружного воздуха t_н и парциального давления водяного пара в нем е_н за самый холодный месяц.

Расчет обычно выполняют графоаналитическим методом, разработанным в СССР О.Е.Власовым и К.Ф.Фокиным. Метод заключается в том, что на разрезе ограждения строятся линии распределения температур внутри конструкции, а также линии действительных и максимальных (насыщающих) парциальных давлений (упругостей) водяного пара. По взаимному расположению линий парциальных давлений (действительных и насыщающих) судят о возможности конденсации водяного пара в массиве ограждения.

Порядок расчета парциальных давлений следующий:

1) Определяют температуры на границах слоев ограждения по формуле

(6.3)

,

где tx - температура в каком-либо сечении ограждения, °С; tв – температура внутреннего воздуха помещения, °С; t_н – температура наружного воздуха, принимается средняя температура самого холодного месяца года (по прил.7). Это объясняется замедленностью протекания процесса паропроницания, который не успевает реагировать на кратковременные понижения температур наружного воздуха; R_o – термическое сопротивление ограждения, м²·К/Вт, определяют по формуле (4.1) в теплотехническом расчете; R_в – термическое сопротивление теплоотдачи на внутренней поверхности ограждения, м²·К/Вт; – сумма термических сопротивлений слоев от внутренней поверхности конструкции до рассматриваемого сечения.

Например, для ограждающей конструкции, состоящей из трех слоев (рис. 6.1), температура на внутренней поверхности равна

(6.4)

;

температура на границе первого и второго слоёв

(6.5)

;

температура на границе второго и третьего слоёв

(6.6)

;

температура на наружной поверхности ограждения

(6.7)

,

где ; ; (см. разд. 4).

Рис 6.1 Схема многослойной наружной стены

2) По полученным значениям температур определяют насыщающие парциальные давления Е на границах слоев ограждения с помощью прил. 9.

Для трехслойного ограждения: Е_в.п. при температуре t_вп; Е₁ – при t₁ E₂ – при t₂; Е_нп – соответственно при t_нп.

3) Значения действительных парциальных давлений водяного пара е_х на границах слоев ограждения рассчитывают по уравнению баланса

(6.8)

,

откуда

(6.9)

,

где е_х – парциальное давление водяного пара в каком-либо сечении х, Па.

Порядок расчета парциальных давлений (упругости) водяного пара на границах слоев ограждения по формуле (6.9) следующий:

4) е_в – парциальное давление (упругость) водяного пара во внутреннем воздухе, определяют по формуле, Па,

(6.10)

,

где – относительная влажность внутреннего воздуха, %; Е_в – насыщающее парциальное давление водяного пара при температуре воздуха внутри помещения t_в (принимается по прил. 9), Па;

5) е_н – парциальное давление (упругость) водяного пара в
наружном воздухе (принимают по исходным данным прил. 7 для
самого холодного месяца), Па;

6) R_п – общее сопротивление паропроницанию ограждения, (м²·ч·Па)/мг, представляет сумму сопротивлений паропроницанию у внутренней R_пв, наружной R_пн поверхностей и сопротивлений всех слоев ограждения . Из-за пренебрежительно малых значений в инженерных расчетах величины R_пв и R_пн не учитывают и тогда

(6.11)

,

где – сопротивление паропроницанию i -го слоя ограждения, (м²·ч·Па)/мг; n - число слоев в конструкции. Например, для трехслойного ограждения (см. рис. 6.1)

(6.12)

,

где – толщины слоёв; - коэффициенты паропроницаемости слоёв конструкции;

7) R_пх – сумма сопротивлений паропроницанию от внутренней поверхности ограждения до рассматриваемого сечения, (м2·ч·Па)/мг. Таким образом, поскольку пренебрегают сопротивлением паропроницанию у внутренней и наружной поверхностях ограж­дающей конструкции, считают, что е_вп=е_в и е_н.п.=е_н, а парциальное давление водяного пара в сечениях I-I и II-II (см. рис. 6.1) определяют по формуле (6.9):

(6.13)

и

(6.14)

.

По полученным значениям температур t_i, насыщающих парциальных давлений Е_i и действительных парциальных давлений е_i на разрезе стены строят линии изменения распределения этих величин по толщине ограждения. По оси абсцисс откладывают величины сопротивления паропроницанию слоев, а по оси ординат – значения парциальных давлений и температур (рис. 6.2).

Если линия е лежит ниже линии насыщающих парциальных давлений Е, то диффундирующий водяной пар конденсироваться в толще конструкции не будет. Пересечение этих линий указывает на возможность конденсации. Сечения, в которых значения , являются зоной возможной конденсации.

Данный метод расчета определяет только конечные, термодинамически возможные состояния, характерные для завершающих стадий процесса, но не рассматривает течение этого процесса во времени. Конденсация водяного пара может и не наступить, поскольку для стабилизации процесса увлажнения продолжительность холодного периода окажется недостаточной.

Рис. 6.2 Эпюры распределения фактических и максимальных упругостей водяного пара и температур в наружной стене

Дата добавления: 2015-05-26