3 Расчет ограждающих конструкций на конденсацию водяного пара

Известно, что масса воды, которая в парообразной форме содержится в воздухе, зависит от температуры и ее количество всегда увеличивается с повышением температуры (рис. 1).

Рис. 1 Давление насыщения водяного пара и максимальное содержание

влаги в воздухе в зависимости от температуры.

Представим, что при какой-то температуре t₁ и относительной влажности х %, меньше 100 %, воздух содержит массу воды m₁ в парообразном состоянии (рис. 2).

Рис. 2 Определение температуры точки росы

При относительной влажности х % воздух не может достичь полного водонасыщения и у него остается резерв к дальнейшему влагонакопланию.

Если температура воздуха понизится до температуры t₂, то он сможет меньше воды накапливать в себе и его резерв полного водонасыщения при этой температуре может быть полностью исчерпан. Относительная влажность в этом случае может возрасти до 100 % (х % = 100 %) и, таким образом, будет достигнуто полное насыщение воздуха водяными парами.

Температура, при которой достигается полная степень насыщения, называется температурой точки росы, или – точкой росы. При этой температуре наблюдается равенство действительного и максимального парциального давления водяного пара в воздухе, т.е. , а его относительная влажность равняется 100 %.

Если воздух охладить ниже точки росы до температуры t₃, то некоторое количество влаги, находившееся в парообразном состоянии, будет конденсироваться, т.е. переходить в капельно-жидкое состояние. Эту воду называют росой, конденсатом или конденсационной влагой. Подобное явление наблюдается в природе летом в виде туманов в утренние часы, а также зимой при понижении температуры воздуха.

Температура точки росы имеет большое практическое значение для оценки теплотехнических качеств ограждающих конструкций. При достижении в помещении температуры точки росы образовавшейся в воздушной среде капельно-жидкий конденсат может выпасть на внутреннюю поверхность ограждения. Во избежании конденсации водяного пара на внутренней поверхности ограждения ее температура должна быть выше температуры точки росы. С этой целью проводится расчет, который сводится к определению двух температур: температуры внутренней поверхности ограждения , ºC, и температуры точки росы, ºC, которые затем сравниваются между собой на выполнение условия< .

При определении температуры t_d точки росы, °C, относительную влажность внутреннего воздуха, %, согласно п. 5.9 СНиП 23-02-03 следует принимать:

-для помещений жилых зданий, больничных учреждений, диспансеров, амбулаторно-поликлинических учреждения, родильных домов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, общеобразовательных детских школ, детских садов, яслей, яслей-садов (комбинатов) и детских домов –55%, для помещений кухонь –60%, для ванных комнат –65%, для теплых подвалов и подполий с коммуникациями –75%;

- для теплых чердаков жилых зданий –55%;

- для помещений общественных зданий (кроме вышеуказанных) –50%.

Температуру внутренней поверхности , °C, однородных однослойных или многослойных ограждающих конструкций с однородными слоями определяют по формуле

=(9)

где -коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, принимаемый по табл. 4;

- расчетные температуры соответственно внутреннего и наружного воздуха в холодный период года, °С;

- общее термическое сопротивление ограждающей конструкции (м^{2 .} °С)/Вт,

- коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м² -°С).

Таблица 4