Курсовая работа по «Строительной теплофизике»

                                (2.2)

где e_в – действительная упругость (парциальное давление) водяных паров [Па], определяется по величине относительной влажности воздуха в помещении по формуле:

                                                                   (2.3)

где j_в – относительная влажность воздуха в помещении, для жилых помещений принимается 55 %;

Е_в – максимальная упругость водяного пара, принимаемая по приложению 7 [8] соответственно температуре воздуха помещения.

Для температуры воздуха в помещении  t_в = 22°С,   Е_в = 2643 Па.

Тогда:

в) Наиболее вероятно появление конденсата влаги у наружных углов стены, где τ_уг всегда ниже, чем на других участках внутренней поверхности ограждения τ_вп. При значении R₀^ф = 4,25 м·°С/Вт, значение τ_уг находим из графика [рис.3-27, 1]. По значению R_в / R₀^ф определяем изменение относительной избыточной температуры q_уг = 0,08. Исходя из того, что

                                                                 (2.4)

значение τ_уг найдем по формуле:

                                              (2.5)

г) Сравниваем  τ_вп и τ_уг с τ_р:

τ_вп > τ_р+ 2÷3°С или 20,5°С > 12,5°С + 2÷3°С

τ_уг > τ_р+ 2÷3°С или 17,5°С > 12,5°С + 2÷3°С

Из этого следует, что конденсации на внутренней поверхности  ограждения не будет.

 

2.2. Проверка ограждение на паропроницание.

Сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции R_п (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее наибольшего из следующих требуемых сопротивлений паропроницанию:

а) исходя из указаний норм о недопустимости систематического накопления влаги в ограждениях за годовой период в процессе эксплуатации по формуле:

                                                  (2.6)

где e_в – упругость водяного пара внутреннего воздуха при расчетной температуре и влажности воздуха, находится по формуле (2.3);

e_н  – средняя упругость водяного пара наружного воздуха за годовой период;

Е – упругость  водяного пара в плоскости возможной  конденсации за годовой период эксплуатации;

R_пн – сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации.

Величина e_н определяется по графам 2-13 приложения 3 [3]. Данные для г. Ижевск приведены в таблице 2.

Таблица 2

месяц	I	II	III	IV	V	V I	VII	VIII	IX	X	XI	XII
упругость водяного пара, гПа	2,2	2,2	3	5,8	8,1	11,7	14,4	13,2	9,5	6,2	3,9	2,6
средняя температура наружного воздуха, °С	-14,2	-13,5	-7,3	2,8	11,1	16,8	18,7	16,5	10	2,3	-5.6	-12,3

e_н  = (2,2+2,2+3+5,9+8,1+11,7+14,4+13,2+9,5+6,2+3,9+2,6)/12 = 6,9 гПа = 690 Па

Упругость водяного пара в плоскости возможной  конденсации за годовой период эксплуатации Е определяется по формуле:

                                                               (2.7)

где Z₁, Z₂, Z₃ – определяются по графам 2-13 таблицы 1 [3] с учетом следующих указаний: зимний период включает месяцы со средними температурами воздуха ниже – 5 °С; к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от – 5, до + 5 °С, к летнему периоду – выше + 5 °С. Данные для г. Ижевск приведены в таблице 2;

Е₁, Е₂, Е₃ – упругости водяного пара, определяются по средним температурам зимнего, весенне-осеннего и летнего периода соответственно. Средние температуры наружного воздуха месячных периодов определяются по графам 2-13 таблицы 1 [3]. По этим температурам определяются температуры в плоскости возможной конденсации t₃ ≡ τ₃ по формуле (1.14). Исходя из полученных данных, по приложению 7 [8] определяются значения Е_i.

К зимнему  периоду Z₁ относятся январь, февраль, март, ноябрь, декабрь (Z₁=5). Средняя температура наружного воздуха в этот период составляет:

   t¹_н = (-14,2 - 13,5 - 7,3 - 5,6 - 12,3) / 5 = -10,6°С

Е₁ = 281,5 Па

К весенне-осеннему периоду Z₂ относятся апрель, октябрь, (Z₂=2). Средняя температура наружного воздуха в этот период составляет:

 t²_н = (2,8+2,3)/2 = 2,6°С

Е₂ = 785 Па

К летнему  периоду Z₃ относятся май, июнь, июль, август, сентябрь (Z₃=5). Средняя температура наружного воздуха в этот период составляет:

 t³_н = (11,1+16,8+18,7+16,5+10)/5 = 14,6°С

 

Е₃ = 1705 Па

Таким образом, упругость водяного пара в  плоскости возможной конденсации составляет:

Сопротивление паропроницанию части ограждающей  конструкции, расположенной между  наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации для многослойной конструкции можно определить как:

R_пн  ≈ d₄/m₄                                                                    (2.8)

R_пн ≈ 0,12/0,13 ≈ 0,92 (м²·ч·Па)/мг

Сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции  соответственно:

(м²·ч·Па)/мг

б) исходя из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха по формуле:

                                        (2.9)

где z₀  – продолжительность периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха, принимаемая по таблице 1  [3] z₀  = 164 сут;

Е₀  – максимальная упругость водяного пара в плоскости возможной конденсации, Па, определяемая при средней температуре наружного воздуха периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами,

γ_w – плотность материала увлажняемого слоя, принимаемая равной γ_w = 125 кг/м³ Приложение 3*[6];

d_w – толщина увлажняемого слоя, принимаемая равной толщине теплоизоляционного слоя многослойной конструкции, т.е. d_w = d₃ = 0,2 м;

ΔW_ср  – предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале увлажняемого слоя, принимаемое по таблице 14^* [6] ΔW_ср=3%;

η  –  безразмерный коэффициент, определяется по формуле:

                                            (2.10)

где е_нх – средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяется по приложению 3 [3].

е_но  = (2,2+2,2+3+3,9+2,6)/5 = 2,78 гПа = 278 Па

Е₀  определяется при средней температуре наружного воздуха периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами:

t_ср = -10,6°С

Е₀ = 245 Па

Сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции  соответственно составит:

(м²·ч·Па)/мг

Сравнивая значения сопротивления паропроницанию, полученный в п. а) и б) в качестве расчетного значения принимается наибольшая величина. Таким образом:

(м²·ч·Па)/мг

в) для многослойной ограждающей конструкции R_п определяется как сумма сопротивлений паропроницанию всех слоев (до плоскости возможной конденсации):

                                                                (2.11)

где d – толщина слоя;

m – коэффициент паропроницаемости (таблица 1 исходных данных).

(м²·ч·Па)/мг

Т. к. , то следует усилить пароизоляцию и повторить расчет. Усилим толем: δ = 0,0057; R_п = 1,2 (м²·ч·Па)/мг

(м²·ч·Па)/мг >

 

2.3. Расчет конденсации влаги в толще ограждения.

Расчет  влажностного режима ограждения при  стационарных условиях диффузии водяного пара производится графическим методом для периода с отрицательными и для периода с положительными температурами наружного воздуха.

Для выяснения вопроса, будет ли происходить  в ограждении конденсация влаги  или нет, необходимо построить линию  падения упругости водяного пара е и линию падения максимальной упругости водяного пара Е от сопротивления паропроницанию R_п.

Общее сопротивление паропроницанию ограждения R_по определяется по формуле:

                                             (2.12)

где R_пн – сопротивление влагообмену у наружной поверхности принимаемый равным R_пн = 0,01333 (м² ∙ ч ∙ Па)/мг;

R_пв – сопротивление влагообмену у внутренней поверхности ограждения, приближенно может быть определено по формуле:

                                                (2.13)

Тогда:

(м²·ч·Па)/мг

Упругость водяного пара в любом сечении  толщи ограждения е_х вычисляется по формуле:

                        (2.14)

где е_н  – принимается как среднее значение за соответствующий период года;

S R_п-х – сумма сопротивлений паропроницанию слоев ограждения от внутренней поверхности до рассматриваемой плоскости х.

На  глади внутренней поверхности и  наружной поверхностей ограждения высчитываются по формуле (2.14) е_св и е_сн (на графике е(R_п) эти точки соединяются прямой штриховой линией).

Принимаем значение е_Н как среднее за соответствующий период.

Для периода с отрицательными наружными  температурами:

е_Н = (2,2+2,2+3+3,9+2,6) / 5 = 2,78 гПа = 278 Па

 

Для периода с положительными наружными температурами:

е_Н = (5,8+8,1+11,7+14,4+13,2+9,5+6,2) / 7 = 9,84 гПа = 984 Па

Для построения линии падения максимальной упругости Е(R_п) вычисляются температуры на границах и промежутках слоев ограждения по формуле:

                                                 (2.15)

где t_н^ср  – принимается как наружная средняя температура воздуха за соответствующий период года.

Для периода с отрицательными наружными  температурами:

 

 

Для периода с положительными наружными температурами:

По  вычисленном температурам по приложению 7 [8] определяются значения максимальной упругости водяного пара Е(t_x) для каждого слоя ограждающей конструкции.

для периода с  отрицательными наружными температурами:

E_СВ = 2501,5 Па, E₁ = 2455 Па, E₂ = 1889 Па, E₃ = 286,5 Па, E₄ = 279 Па,

E_СН = 248 Па

Упругость водяного пара Е_сн < е_сн, тогда по приложению 3 [3] найдем φ и из формулы  следует:

Па

для периода с  положительными наружными температурами:

E_СВ = 2595 Па, E₁ = 2579 Па, E₂ = 2366 Па, E₃ = 1384 Па, E₄ = 1374,5 Па,