![]()
|
|||
Теоретические основы.Влага, содержащаяся в воздухе, может конденсироваться на поверхности и внутри наружной стены. Поверхностная конденсация происходит в случае соприкосновения теплого воздуха помещения с холодной поверхностью стены, при условии tв< tр(температура внутренней поверхности стены меньше температуры «точки росы»). В зимнее же время водяной пар внутреннего воздуха, диффундируя через наружные ограждения, может встретить слои ограждения, температуру которых будет ниже «точки росы». Возникает конденсация влаги уже в толще ограждения. Избежать конденсации в толще удаётся далеко не всегда. Часто приходиться ориентироваться на естественную просушку ограждения в теплое время года. Просушка наиболее эффективна в ограждениях нижних этажей, в которых даже при безветрии поступает большое количество свежего (сухого) воздуха, а также в ограждениях, непосредственно обдуваемых ветром или облучаемых солнцем. Для неблагоприятных случаев целесообразно проветривание помещений и специальная вентиляция. Конденсация влаги в толще ограждения происходит, если фактическая упругость водяных паров воздуха e, мм. вод. ст. достигает величины максимальной упругости водяных паров E, мм. вод. ст. Для выявления наличия или отсутствия конденсации в толще стены необходимо выполнить следующее: 1. Построить график распределения температур в стене t=f(x) 2. Построить линию распределения в стене максимальной упругости водяных паров E=j(x) 3. Построить линию распределения реальной упругости водяных паров e=ψ (x) 4. Сравнить графики e=ψ (x) и E=φ (x) и выяснить наличие зоны конденсации (область между точками пересечения графиков). Для построения температурного графика t=f(x) необходимо определить температуры внутренней поверхности, в заданных сечениях слоёв, на границе слоёв и температуру наружной поверхности. Для определения температур в указанных точках необходимо знать расчётные соотношения, характеризующие теплообмен через стену. Процесс теплообмена между внутренним и наружным воздухом через разделительную стенку называется теплопередачей. Количество теплоты, теряемое через стенку, определяется с помощью уравнения теплопередачи: Q = kF(tв– tн) = где k – коэффициент теплопередачи, вт/(м2 оС); α в, α н – коэффициент теплоотдачи соответственно внутренней и наружной поверхностей ограждения, вт/(м2 оС); λ - коэффициент теплопроводности материала ограждения, вт/м2град; tв, tн– температура соответственно внутри и снаружи помещения, оC; F– поверхность ограждения, м2. Процесс теплопередачи складывается на трёх процессов: 1) теплоотдачи от внутреннего воздуха и внутренней поверхности стены, при этом количество теплоты отдаваемое воздухом поверхности соответствует закону Ньютона-Рихмана: Q= где τ в – температура на внутренней поверхности стены, оC; Rв=1/α в, – сопротивление теплоотдаче с внутренней поверхности стены, м2 оC/вт. 2) теплопроводности стены, причем согласно закону Фурье стена проводит следующее количество теплоты:
где τ нп – температура на наружной поверхности стены, оC; Rст= 3) теплоотдачи от наружной поверхности стены к воздуху Q = α н·(τ нп– tн)·F (4) При установившемся(стационарном) теплообмене тепловой поток остается неизменным. Одно и тоже количество теплоты отдаётся от воздуха к поверхности и передаётся через стенку. (tв – δ вп) = k(tб – tн) (5) Из уравнения 5 определяется температура на внутренней поверхности стены Аналогично находится температура наружной поверхности Сравнивая тепловой поток, воспринимаемой поверхностью и проводимый через первый слой, найдем температуру на границе 2-ух слоёв: Приравнивая тепловой поток, через первый слой стены и часть этого слоя с толщиной x1,. Определяется температура в точке первого слоя: Температуру в сечении x2 второго слоя можно определить по следующему уравнению: Распределение водяных паров в толще стены. а) максимальная упругость водяных паров- существует однозначная зависимость максимального содержания водяного пара в воздухе от температуры Если t > 0, то Если t < 0, то Rпв = 0, 0267, (м2·ч·рт. ст. )/г; Rпн = 0, 0052, (м2·ч·рт. ст. )/г Следовательно, зная распределения температуре стене, можно определить максимальную упругость водяного пара в любом сечении. б) фактическая упругость водяных паров - действительное распределение упругости водяного пара зависит от влажности внутреннего и наружного воздуха и величины сопротивления паропроницанию внутренней и наружной воздуха и внутренних слоёв стены. Значение действительной упругости водяного пара, которое было бы при отсутствии конденсации влаги в толще стены где eв = φ Eв-упругость водяного пара с внутренней стороны стены, мм рт. ст.; eн = φ Eнк- упругость водяного пара с наружной стороны стены, мм рт. ст.; Rвп - сопротивление паропроницанию внутренней поверхности стены, (м2 ч мм рт. ст. )/г, Rвп = 0, 2, (м2·ч·рт. ст. )/г; Rнп - сопротивление паропроницанию наружной поверхности сте- ны, (м2ч мм рт. ст. )/г, Rвп = 0, 1, (м2·ч·рт. ст. )/г; Rоп –сопротивление паропроницанию ограждения, которое определяется по формуле (13): Rоп = Rвп + SRi + Rнп (13) где SRi- сумма сопротивлений паропроницанию внутренних слоёв стены от внутренней поверхности(м2·ч·рт. ст. )/г. На рис. 1- характерные варианты расположения линий e и E в однослойном ограждении (всегда e< E), схема б)- о конденсации в толще, так как в отдельных сечениях упругость e> E.
Зона конденсации уменьшается между точками А и Б, получаемыми касательными, проведенными к кривой Е из точек eвп и eнп. Действительная( уже с учетом конденсации) линия упругости представляет собой участок прямой eвп-А, кривую А-Б и прямую Б - eнп. Содержание работы В работе задана двухслойная стена, необходимо исследовать влияние различных вариантов расположения слоя тепловой изоляции на возможность образования зоны конденсации влаги в стене. Для этого проводится расчёт для двух вариантов конструкции стены: Реальный процесс распределения влаги в толще многослойного ограждения заменяется математическим моделированием его на ЭВМ, по формулам. Рис. 2. Схема расположения конструктивного и теплоизоляционного слоев в ограждающих конструкциях.
Задание. 1. Выбрать материал и толщину каждого слоя стены. 2. По СниП. 3-79 выписать теплотехнические характеристики каждого материала λ, μ, 3. Задать характеристики внутренней и наружной среды: tв, tн, φ в, φ н. 4. Записать расчетные значения параметров для каждого слоя: t- температуру на границе слоя; E- максимальную упругость слоя; e –фактическую упругость слоя. 5. Построить графики t = f(δ ), E = f(δ ), e = f(δ ) и исследовать возможность зоны конденсации. 6. Сделать выводы. Внимание!!! 1. Расчет ведется только для двухслойной стенки. 2. Теплоизоляционный материал со значением
|
|||
|