Пример №43

Рассчитать влажностный режим стены из легкого бетона толщиной

50 см, при температурах и влажностях воздуха внутреннего t_в = 18 °С, φ_в = 70 %, что дает е_в = 1440 Па, наружного t_H = -10,2 °С, φ_н = 86 %, что дает е_н = 220 Па.

При повышении относительной влажности внутреннего воздуха до 70 % упругость водяного пара с внутренней стороны ограждения повысится до е_в = 1440 Па так как температурные условия остались без изменения, то и линия максимальной упругости водяного пара в стене будет в точности соответствовать линии Е, приведенной на рисунке задачи 42

Графический расчет влажностного режима стены приведен на рисунке

Так как в данном случае линия падения упругости водяного пара в стене (пунктирная линия) пересекается с линией максимальной упругости, в стене будет конденсироваться водяной пар. В этом случае снижение упругости водяного пара в стене будет происходить не только вследствие сопротивления, оказываемого стеной диффузии пара, но и вследствие процесса конденсации водяного пара в стене.

Для построения линии падения упругости водяного пара в стене при конденсации в ней влаги проводим из точек е_в и е_н, соответствующих упругостям водяного пара на поверхностях стены, прямые, касательные к линии максимальной упругости в точках Е₁ и Е₂. Таким образом, получаем линию е_вЕ₁Е₂е_н действительного падения упругости водяного пара в стене. На прямолинейных участках этой линии е_вЕ₁ и Е₂е_н падение упругости водяного пара происходит только вследствие сопротивления, оказываемого ему соответствующими частями стены, т. е. здесь конденсации влаги нет. На криволинейном участке Е₁Е₂, совпадающем с линией максимальной упругости водяного пара, падение упругости пара происходит в результате конденсации его в жидкость. Плоскости, параллельные поверхностям стены и проходящие через точки Е₁ и Е₂, выделяют в середине стены «зону конденсации», в которой и происходит конденсация водяного пара.

Для определения количества влаги, которое будет конденсироваться в стене, вычисляем количество водяного пара, проходящего через внутреннюю сухую зону Р₁ и количество водяного пара, проходящего через наружную сухую зону Р₂.

Для 1 м² стены при коэффициенте паропроницаемости бетона μ= 0,11 мг/(м·ч·Па) получим.

Разность этих количеств и даст количество влаги Р_w, конденсирующейся в стене, т. е.

В сутки это составит только 0,08 • 24 = 1,92 г/м².

В данном случае в стене (как и вообще в сплошных однородных ограждениях) конденсируется незначительное количество влаги, которое не может намного повысить влажность материалов стены по сравнению с пределом их сорбционного увлажнения.

Изучение распределения влажности в наружных кирпичных стенах в зимнее время показало, что влажность материала оказывается максимальной в середине стены и понижается к внутренней и к наружной поверхности ее, что совпадает и с данными расчета. Кроме того, известно, что влажность кирпичных стен несколько повышается к концу зимы, что также является результатом сорбции и конденсации влаги в толще стены.

С повышением температуры наружного воздуха явление конденсации прекращается и влага, конденсировавшаяся в ограждении, будет постепенно испаряться из него.

В многослойных ограждениях влажностный режим зависит от порядка расположения слоев. При расчетах влажностного режима многослойных ограждений описанным методом встречается затруднение в нахождении точек касания линий е и Е, т. к. при этом между точкой касания и точкой е_в линия падения упругости водяного пара может оказаться ломаной. Поэтому в таких случаях для графического расчета ограждение вычерчивается в масштабе сопротивлений паропроницанию его слоев (аналогично расчету изменения температуры в ограждении) и точки е_в и е_н соединяются прямой линией, а при пересечении линии е_ве_н с линией Е из этих точек проводятся прямые, касательные к линии Е.

Список литературы

1. Ф.Ф. Цветков, Р.В.Керимов, В.И.Величко. Задачник по тепломассообмену: учебное пособие. – 2-е изд. 2008 год.

2. Задачник по теплопередаче. Е.А. Краснощеков, А.С. Сукомел.

3. Сборник задач и примеров расчета по теплопередаче. Михайлова М.М.

4. Учебник К.Ф. Фокин. Строительная теплотехника ограждающих частей здания.

5. Соловьев. Физика среды и ограждающих конструкций.