Влажностной режим наружных ограждений и его влияние на теплопередачу. Расчет ограждающих конструкций на паропроницаемость в соответствии со

СНиП II–3–79^*

Влажность воздуха в помещении и ее влияние на воздушно-тепловой режим помещения.

Повышение влаж­ности строительных материалов увеличивает их тепло­проводность, что существенно снижает теплозащитные качества ограждений. Влажный строительный материал неприемлем и с гигиенической точки зрения (появляются плесень, грибки, повышается влажность воздуха в по­мещении). Кроме того, влажностный режим огражде­ния оказывает соответствующее влияние и на долговеч­ность ограждения.

В ограждающих конструкциях может оказаться: стро­ительная влага, вносимая при возведении зданий или при изготовлении сборных железобетонных конструкций; грунтовая влага, проникающая в ограждение вследствие капиллярного всасывания; атмосферная влага, проника­ющая в ограждение при косом дожде или вследствие неисправности кровли; эксплуатационная влага, появля­ющаяся в процессе эксплуатации зданий; гигроскопическая влага, находящаяся в ограждении вследствие гигро­скопичности его материалов.

Конденсационная влага. От всех видов вла­ги, кроме конденсационной, можно и должно избавиться до начала эксплуатации зданий. Процесс конденсации влаги из воздуха тесно связан с теплотехническим режи­мом ограждения. Влага из воздуха может конденсиро­ваться как на внутренней поверхности ограждения, так и в его толще.

Влажность воздуха в помещении обусловлена: про­изводственными процессами, а также выделением влаги находящимися в помещении людьми, выделением влаги
при приготовлении пищи, стирке белья, мытье полов и т. п.

В зимнее время температура воздуха с внутренней стороны ограждения бывает значительно выше темпера­туры наружного воздуха, значит и парциальное давление (упругость) водяного пара в воздухе помещения окажет­ся более высоким, чем для наружного воздуха.

Разность величин упругости водяного пара с одной стороны ограждения вызывает диффузионный поток водяного пара через ограждение от внутренней по­верхности к наружной. Как известно из курса физики, между процессами диффузии газов и теплопроводности

имеется полная аналогия. Поэтому по аналогии с фор­мулой (2.10) для количества водяного пара, диффунди­рующего в стационарных условиях через плоскую одно­родную стенку, можно записать:

где G количество диффундирующего пара, кг; е_В и е_Н — упругости
водяного пара у внутренней и наружной поверхностей ограждении, Па; μ — коэффициент паропроницаемости материала стенки, кг/(м*ч*Па); δ — толщина стенки, м.

Коэффициент паропроницаемости материала μ зави­сит от физических свойств данного материала и представ­ляет собой количество водяного пара, которое диффун­дирует в течение 1 ч через 1 м² плоской стенки толщиной 1 м при разности упругостей водяного пара с одной и с другой ее стороны, равной 1 Па.

Оценка паропроницаемости ограждающих конструк­ций проводится по величине сопротивления паропроницанию. Для однородного слоя материала сопротивление

Рис. 4.3. Схема к провер­ке отсутствия накопле­ния влаги в ограждаю­щей конструкции в зим­ний период

а — накопление влаги от­сутствует; б -возможно накопление влаги

паропроницанию R_п определяется по формуле

где б —толщина слоя, м.

Сопротивление паропроницанию многослойной ограж­дающей конструкции равно

где R 1,п; R2,п, ..., Rп_п— сопротивление паропроницанию отдельных слоев ограждения, м²-ч-Па/кг; n —число всех слоев ограждения; R_В.П. и R_Н.П.—сопротивление влагообмену у внутренней и наружной поверхностей ограждения ответственно, м^2.ч ^.Па/кг.

При оценке паропроницаемости ограждения необхо­димо выполнить условие: величина сопротивления паро­проницанию Rп, м²-ч-Па/кг, ограждающей конструкции должна быть не менее наибольшего из требуемых сопро­тивлений R_П1 и Rп2 (по условиям недопустимости накоп­ления влаги в ограждении за год эксплуатации и огра­ничения влаги в ограждении за период с отрицательны­ми среднемесячными температурами наружного воздуха) в соответствии с п. 6.1 СНиП П-3-79**.

Методика проверки отсутствия накоп­ления влаги расчетным путем. В огражде­нии, вычерченном в определенном масштабе, строится линия падения температуры t (рис. 4.3). По значениям температур в соответствующих плоскостях устанавлива­ются величины максимальной упругости Е водяного па­ра и строится линия Е. Значение упругости е_х водяного пара соответствующей плоскости определяется по формуле

где е_В,е_Н,Rо.п — то же, что и в формулах (4.22), (4.24); ΣR_x — сум­ма сопротивлений паропроницаншо от внутренней среды до соответ­ствующей плоскости х.

Если линии Е и е не пересекаются (рис. 4.3, а), это указывает на отсутствие конденсации водяного пара в ограждении. Если же линии Е и е пересекаются (рис. 4.3, б), то в ограждении возможна конденсация водяного пара. Линию изменения действительной упругости водя­ного пара в ограждении можно построить следующим об­разом. Из точек на поверхности ограждения, соответст­вующих е_в и е_н, проводят касательные к линии макси­мальной упругости водяного пара. Тогда линия е_в— Eк,в—Eк,н—е_н и будет линией изменения действительной упругости пара. Зона конденсации находится между точ­ками касания Е_к.в. и Е_к.н..

Для предупреждения конденсации в толще огражде­ния более плотные, теплопроводные н малопаропрони-цгеные материалы должны располагаться у внутренней поверхности ограждения, а к наружной поверхности, на­оборот, пористые, малотеплопроводные н более паро-лроницаемые. В этом случае у внутренней поверхности будет более высокая температура, а значит, и макси­мально возможное значение Е, причем Е>е.

Для предупреждения конденсации влаги на внутрен­ней поверхности наружного ограждения необходимо, что­бы t_В>t_р. Температура точки росы t_р воздуха помещения определяется по формуле

где е_в—упругость водяного пара в воздухе помещения, Па.

Если условие t_В>t_Р не соблюдается, то необходимо увеличить сопротивление теплопередаче ограждения R₀. Кроме того, целесообразны вентилирование помещений, обдувка или обогрев внутренних поверхностей огражде­ния.