4 Расчёт влажностного режима наружных ограждений

4.1 Проверка внутренней поверхности наружных ограждений на возможность конденсации влаги

Конденсация влаги из внутреннего воздуха на внутренней поверхности наружного ограждения, особенно при резких понижениях температуры, является основной причиной увлажнения наружных ограждений. Для устранения такой конденсации влаги необходимо добиваться, чтобы температура на внутренней поверхности τ_вп, С, и в толще ограждения превышала температуру точки росы τ_р, С, на 2 ÷ 3 С, т.е. должно соблюдаться условие τ_вп > τ_р. Из теории теплопередачи следует, что падение температуры внутренней поверхности τ_вп пропорционально изменению соответствующего термического сопротивления. Тогда

. (34)

Таким образом, для предупреждения конденсации влаги на внутренней поверхности наружного ограждения должно выполняться условие:

. (35)

В соответствии с уравнением (34) значение температуры внутренней поверхности τ_вп без теплопроводных включений определится из уравнения:

, (36)

где t_в – расчетная температура внутреннего воздуха, С, принимаемая по нормам проектирования соответствующих зданий;

t_н – расчетная зимняя температура, С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (приложение А, таблица А.1) или таблица 4;

n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху (таблица 6);

− общее фактическое термическое сопротивление ограждения, (м²·С)/Вт, определяемое по уравнению (6);

R_в − сопротивление теплоотдаче у внутренней поверхности ограждения, (м²·С)/Вт, определяемое как R_в =1/α_в;

α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м²·С) (таблица 8).

Температура точки росы τ_р, С, для данного состояния внутреннего воздуха t_в, С, определяется по формуле:

, (37)

где е – действительная упругость водяных паров, Па, (уравнение 39).

Наиболее вероятное появление конденсата влаги у наружных углов стены, где температура τ_уг всегда ниже, чем на других участках внутренней поверхности ограждения τ_в, С. Значение τ_уг, С, определится из выражения:

, (38)

где τ_вп, t_в, t_н, – то же, что в уравнении (36).

Действительная упругость водяных паров е, Па, при заданной температуре t_в, С, и относительной влажности внутреннего воздуха φ_в, %, определится из выражения:

. (39)

где Е_в – максимальная упругость водяных паров, Па, (таблица 16) при заданной температуре внутреннего воздуха t_в, С;

φ_в – относительная влажность внутреннего воздуха, %, (таблица 2 или таблица 4).

Таблица 16 – Значения максимальной упругости водяного пара в воздухе Е_в, Па

t, C	0	0,2	0,4	0,6	0,8	t, C	0	0,2	0,4	0,6	0,8
-45	6	6	6	6	6	-10	260	255	251	245	241
-44	7	7	7	7	7	-9	284	279	273	268	264
-43	8	8	8	8	8	-8	309	304	299	293	289
-42	10	10	10	10	10	-7	337	332	327	321	315
-41	11	11	11	11	11	-6	368	363	356	351	344
-40	12	12	12	12	12	-5	401	395	388	381	375
-39	13	13	13	13	13	-4	437	429	423	415	408
-38	16	16	16	16	16	-3	476	468	460	452	445
-37	17	17	17	17	17	-2	517	509	500	492	484
-36	20	20	20	20	20	-1	563	553	544	535	527
-35	23	23	23	23	23	0	611	620	629	639	648
-34	24	24	24	24	24	1	657	667	676	685	696

Продолжение таблицы 16

t, C	0	0,2	0,4	0,6	0,8	t, C	0	0,2	0,4	0,6	0,8
-33	27	27	27	27	27	2	704	716	727	737	748
-32	31	31	29	29	28	3	705	769	780	791	803
-31	33	33	32	32	31	4	813	825	836	848	860
-30	37	37	36	35	33	5	872	885	897	909	923
-29	41	40	39	39	37	6	935	948	961	975	988
-28	45	45	44	44	43	7	1001	1016	1029	1044	1059
-27	51	49	48	48	47	8	1073	1088	1103	1117	1132
-26	56	55	53	52	52	9	1148	1164	1180	1196	1212
-25	63	61	60	59	57	10	1228	1244	1261	1279	1295
-24	69	68	67	65	64	11	1312	1331	1348	1365	1384
-23	77	75	73	72	71	12	1403	1421	1440	1459	1479
-22	85	83	81	80	79	13	1497	1517	1537	1557	1577
-21	93	92	89	88	87	14	1599	1619	1640	1661	1683
-20	103	101	100	97	95	15	1705	1727	1749	1772	1795
-19	113	111	109	107	105	16	1817	1841	1865	1889	1913
-18	125	123	120	117	116	17	1937	1962	1986	2012	2037
-17	137	135	132	129	128	18	2064	2089	2116	2142	2169
-16	151	148	145	143	140	19	2197	2225	2252	2281	2309
-15	165	163	159	156	153	20	2338	2366	2396	2426	2456
-14	181	179	175	172	168	21	2486	2517	2548	2580	2612
-13	199	195	191	188	184	22	2644	2676	2709	2742	2776
-12	217	213	209	207	203	23	2809	2842	2877	2913	2948
-11	237	233	229	225	221	24	2984	3020	3056	3093	3130

При прогнозировании теплового комфорта в помещении сравнивают значения τ_вп, С, полученное по уравнению (36) со значениями τ, τ_уг, С, вычисленные по формулам (37) и (38). Если выполняется условие С, не менее чем на 2 – 3˚С, то ограждающая конструкция отвечает теплотехническим требованиям и конденсации влаги на внутренней поверхности не будет, в противном случае необходимо предусмотреть меры по устранению этого явления.

Важно выполнить проверку на отсутствие периодической конденсации на внутренней поверхности для периода резких похолоданий, т.е. при t_н = t_мин, С. Для борьбы с конденсацией влаги на внутренней поверхности, помимо увеличения термического сопротивления , (м²·°С)/Вт, может быть предусмотрена вентиляция помещения, а также обдувка и обогрев этих поверхностей.

Пример 9. Проверка внутренней поверхности ограждения (стены) на возможность конденсации влаги из внутреннего воздуха

Исходные данные.

1. Ограждающая конструкция жилого здания, состоящая из трех слоев (см. пример 1): керамзитобетона на керамзитовом песке γ₁ = 1000 кг/м³ толщиной δ₁ = 0,12 м; слоя утеплителя из пенополистирола γ_ут = 40 кг/м³; δ_ут = 0,1 м; керамзитобетона на керамзитовом песке γ₂ = 1000 кг/м³ толщиной δ₁ = 0,08 м.

2. Район строительства − г. Пенза.

3. Влажностный режим помещения – нормальный.

4. Условия эксплуатации − А.

5. Значения, в формулах, теплотехнических характеристик и коэффициентов:

t_хп(0,92) = -29С; (приложение А, таблица А.1); t_в = 20С (таблица 1); n = 1 (таблица 6); φ_в = 50% (таблица 1); α_в = 8,7 Вт/(м²·°С) (таблица 8); R_в = 1/α_в = 1/8,7 =0,115 (м²·°С)/Вт; R_ф = 3,23 (м²·°С)/Вт; Е_в = 2339 Па (таблица 16).

Порядок расчета.

1. Определяем температуру внутренней поверхности τ_вп для материала без теплопроводных включений по уравнению (36):

С

2. Вычисляем действительную упругость водяных паров е по выражению (39):

Па.

3. Рассчитываем температуру точки росы τ_р по формуле (37):

С

4. Определяем температуру внутренней поверхности в углу τ_уг по уравнению (38):

или

,

τ_уг = 15,18 С

Таким образом, конденсация влаги на внутренней поверхности ограждения и в углу стены происходить не будет, так как выполняются условия τ_вп > τ_р, т.е. 18,3 > 8,87 С, и τ_уг > τ_р, т.е. 15,18 > 8,87 С.