Розрахунок приросту вологості в шарі утеплювача стіни.

Приріст вологості що має задовольняти нерівності (3.1), розраховується за формулами

 

(3.2)

(3.3)

 

де Р – кількість вологи, що конденсується в товщі огороджувальної конструкції за період вологонакопичення, кг/м²; – товщина шару матеріалу, в якому відбувається накопичення вологи, що конденсується, м; – густина матеріалу в шарі, де накопичується волога, що конденсується, кг/м³, і – опори паропроникненню огороджувальної конструкії і її частини в межах від внутрішньої поверхні конструкції до внутрішньої поверхні зони конденсації, м²×год×Па/мг; – парціальний тиск водяної пари внутрішнього повітря, Па; – розрахунковий парціальний тиск водяної пари зовнішнього повітря, Па; – парціальний тиск водяної пари на внутрішній поверхні зони конденсації, Па; Z – період вологонакопичення, год, що дорівнює періоду із середньодобовими температурами зовнішнього повітря менше ніж 8 °С за СНиП 2.01.01.

Значення знаходиться за розрахунковим значенням відносної вологості внутрішнього повітря j_В(див. табл. 1.1) і значенням парціального тиску насиченої водяної пари Е _Ввнутрішнього повітря, що залежить від температури (див. дод. 1), за формулою

 

=0,01j_В Е _В, (3.4)

 

Розрахунковий парціальний тиск е = е (х) водяної пари в огородженні знаходять залежно від співвідношення значень е _лін= е _лін(х) і Е=Е (х) по товщині d огородження, де е _лін(х) – парціальний тиск водяної пари в перерізі х у варіанті лінійної залежності цього тиску від опору паропроникненню; Е (х) – парціальний тиск насиченої водяної пари в перерізі х.

Значення е _лін(х) знаходять за формулою

 

(3.5)

 

де е (х) – парціальний тиск водяної пари в перерізі х огородження, Па; – парціальний тиск водяної пари внутрішнього повітря, Па; – розрахунковий парціальний тиск зовнішнього повітря, Па; і – опори паропроникненню огороджувальної конструкції в цілому і її частини в межах від внутрішньої поверхні цього огородження до перерізу х.

Значення Е (х) знаходять згідно дод. 9 залежно від температури огородження в перерізі х.

При е _лін(х)£ Е (х) для будь якого х Î[0, d] примається, що

 

е (х)= е _лін(х). (3.6)

 

При е _лін(х)> Е (х) для будь якого х Î[0, d] розподіл по товщі огородження значень е (х) знаходиться графоаналітичним методом (див. п. 3.3).

Розрахункове значення парціального тиску зовнішнього повітря e _з.рвизначається за формулою

 

=

E з , при eЗ £ 0,9 ЕЗ; 0,9 ЕЗ,при eЗ > 0,9 ЕЗ;

(3.7)

 

де – середній парціальний тиск водяної пари зовнішнього повітря за найхолодніший місяць, Па, приймається згідно [4] або [3, дод. 13]; Е _з– парціальний тиск насиченої водяної пари при середній температурі зовнішнього повітря повітря за найхолодніший місяць (додатки 1 і 6).

Опори паропроникненню огородження , окремого i -го шару огородження і частини огородження в межах від внутрішньої поверхні огородження до перерізу на відстані х, м, від цієї поверхні визначаються за формулами, (м²ּгодּПа/мг)

 

= (3.8)

= , (3.9)

(3.10)

де d_i- товщина i -го шару огородження, м; m_i - коефіцієнт паропро­никності матеріалу i -го шару, мг/(мּгодּПа), приймається згідно [1, дод. Л]; n - загальна кількість шарів; m – кількість повних шарів від внутрішньої поверхні до перерізу х.

3.3. Визначення зони конденсації водяної пари в огороджу­вальній конструкції.

Розташування зони конденсації водяної пари в огородженні визначають графоаналітичним методом (рис. 3.1).

Для застосування графоана­літичного методу будується переріз стіни, на якому інтервали між границями шарів стіни мають бути пропорційні опору паропроникності відповідних шарів.

З цією метою на осі абсцис будується шкала, градуйована в одиницях виміру R_е, м²ּгодּПа/мг. На цій шкалі, починаючи від точки R_е =0 (площина внутрішньої поверхні стіни), відкладаються точки, що відповідають значенням опорів паропроникності 1-го шару (R_е1), 1-го і 2-го шарів (R_е1 + R_е2), 1-го, 2-го і 3-го шарів (R_еS), і через ці точки перпендикулярно осі абсцис проводять лінії границь шарів стіни (рис. 3.1). Далі перпендикулярно осі абсцис будуються дві осі ординат, де одна вісь має бути градуйована в ^оС, інша шкала – в Па (рис. 3.1).

На такому розрізі стіни будуються графік температур t, графік розрахункового парціального тиску e водяної пари і графік парціаль­ного тиску Е насиченої водяної пари.

Графік температур t будується як ламана лінія, що з’єднує точки з координатами (t _В.П, 0), (t ₁, R _е1), (t ₂, R _е2) і (t ₃, R _е3), де температура внутрішньої поверхні стіни t _В.П і температури t_і, і =1, 2, 3, на зовнішніх поверхнях відповідно 1-го, 2-го і 3-го шарів стіни визначають за формулами

 

t _В.П = , (3.11)

, і =1, 2, 3, (3.12)

 

де і – номер шару стіни.

Графік зміни парціального тиску Е насиченої водяної пари по товщині стіни будується по точках поточних значень Е_k, що встановлюються залежно від поточних значень температур t_k. Відповідність Е_k = Е (t_k) приймається за дод. 1.

Графік розрахункового парціального тиску e водяної пари в огородженні будується в загальному випадку у два етапи.

На першому етапі будують графік е _лін, який на рис. 3 представлений відрізком прямої, що з’єднує точки е _ві е _з.р(ці точки відпо­відають значенням парціального тиску водяної пари внутрішнього і зовнішнього повітря).

Якщо графіки Е і е _лін не перетинаються, тобто е _лін(х)£ Е (х) для будь якого х Î[0, d], то приймається, що стіна задовольняє умові (3.1), а відрізок прямої е _в е _з.рв такому разі представляє графік розрахункового парціального тиску е водяної пари в огородженні.

Якщо графіки Е і е _лін перетинаються, тобто по перерізу стіни є ділянки, де е _лін(х)> Е (х) (рис. 3.1), то переходять до другого етапу побудови графіка розрахункового парціального тиску е водяної пари в огородженні. З цією метою з точок е _ві е _зрпроводять дві прямі, що можуть торкатися лінії Е в одній точці (точка Е _к на рис. 3.1) або в двух точках, які позначають символом Е _кв (точка дотику, що є ближча до внутрішньої поверхні огородження) і символом Е _кз (точка дотику, що є ближча до зовнішьої поверхні огородження). У варіанті з двома точками дотику будемо мати прошарок між площинами, що проведені через ці точки паралельно границям огородження. Такий прошарок буде зоною конденсації водяної пари в огородженні, а складна лінія е _в Е _кв Е _кз е _зобуде представляти графік розрахункового парціального тиску е водяної пари в огородженні. У варіанті з однією точкою дотику Е_к зона конденсації вироджується в площину конденсації, а графік розрахункової пружності е водяної пари в огородженні буде представляєти ламана лінія е _в Е_ке _з.р(рис. 3.1).

Після визначення положення зони (або площини) конденсації знаходять за формулою (3.7) значення , потрібне для розрахунку за формулами (3.2) – (3.3).

Якщо на підставі розрахунку вологісного стану огородження встановлено, що конструктивне рішення стіни не задовольняє умові (3.1), то потрібно скоригувати таке конструктивне рішення, наприклад, за рахунок влаштування з боку внутрішньої поверхні стіни додаткового пароізоляційного шару з наступною перевіркою скоригованого конструктивного рішення на відповідність умові (3.1).

Значення опорів паропроникності листових пароізоляційних матеріалів і тонких прошарків пароізоляції приведені в дод. 2.

В курсовій роботі теплотехнічний розрахунок вологісного стану стіни рекомендується виконувати у 4 етапи:

1. Визначаються вихідні дані для розрахунку.

2. Визначається положення зони (площини) конденсації.

3. Визначаються розрахункове і допустиме збільшення вологості шару утеплювача.

4. Перевіряється, чи задовольняє стіна нормативним вимогам щодо вологісного режиму. В разі потреби конструктивне рішення стіни коригується з метою виконання нормативних вимог щодо вологісного стану огороджень.

 

ТЕПЛОТЕХНІЧНИЙ РОЗРАХУНОК