Влияние воздухопроницания и влажности материалов на теплопередачу через ограждения

Строительные материалы являются капиллярно-пористыми телами и обладают определенной проницаемостью, поэтому через ограждения происходят фильтрация воздуха и передача влаги. Процессы массообмена влияют на теплопередачу. Помещения в здании не должны быть полностью герметизированы. Ограждения должны быть в меру воздухопроницаемыми и обладать сорбирующими свойствами. Через них проходит небольшое количество воздуха, влаги, но это не должно вызывать переохлаждение или переувлажнение конструкций.

Влияние воздухопроницания и влажности материалов на теплопередачу через ограждения

Влияние фильтрации воздуха на теплопередачу

В современных многоэтажных зданиях из крупноразмерных элементов воздухопроницаемость существенно влияет на тепловой режим помещений и потери тепла через отдельные ограждения. Влияние воздухопроницаемости на теплопередачу для разных элементов ограждений оказывается различным. Для окон, которые имеют наибольшую воздухопроницаемость, инфильтрация наружного воздуха вызывает увеличение расхода тепла, а для массива и стыков — в основном понижение температуры внутренней поверхности ограждений.

При фильтрации воздуха в результате переноса тепла потоком воздуха изменяются температурное поле и теплообмен на поверхностях ограждения.

Температура на внутренней поверхности пористого ограждения при инфильтрации воздуха равна:

image051

При эксфильтрации расход воздуха j в формуле берется со знаком минус.

Наружный воздух, проходя через ограждение навстречу кондуктивному потоку теряемого помещением тепла, нагревается и попадает в помещение с температурой более высокой, чем его начальная температура. Происходит своеобразная рекуперация — частичное возвращение в помещение тепла, которое израсходовалось на подогревание наружного воздуха. При малых расходах воздуха, при значениях относительного коэффициента фильтрационного теплообмена свj/Rо<0,1 фильтрацию воздуха можно не учитывать, так как теплопотери изменятся меньше чем на 5%. При больших расходах воздуха через пористое ограждение, когда cBj/Ro>4, потерь тепла в результате теплопередачи фактически не будет, так как трансмиссионное тепло почти целиком будет использовано на нагревание наружного воздуха, поступающего в помещение.

Учет влажности материалов при расчете теплопередачи

Строительные материалы имеют сложную структуру, их поры и капилляры могут быть заполнены влажным воздухом, водой, льдом. Особенности строения определяют большую изменчивость теплофизических характеристик материалов в конструкциях ограждений в зависимости от их влажностного режима. Влажность материалов зависит от конструкции ограждения, внешних и внутренних условий, времени года.

Влажностное состояние ограждений условно может быть разделено на эксплуатационное, соответствующее основному периоду продолжительной и регулярной эксплуатации, и начальное, соответствующее первым годам после возведения здания. Начальное состояние обусловлено попаданием в конструкцию «строительной влаги»; эксплуатационное наступает после того, как влагосодержание материалов приблизится к некоторому стабильному состоянию, равновесному относительно воздействующих на ограждение внутренней и наружной сред. Влагосодержание материалов периодически изменяется в течение года, возрастая в апреле — мае и уменьшаясь к концу лета. Зимой, в декабре — январе, влагосодержание близко к среднему за год. Теплотехнический расчет ограждений и расчет теплопотерь помещениями производятся для этого расчетного периода, поэтому выбор теплофизических характеристик материалов должен производиться по среднегодовой влажности материалов в ограждении в период регулярной эксплуатации здания.

Эксплуатационное влажностное состояние материалов в ограждении определяется нормативными категориями А, Б и Б *, для которых приведены значения теплофизических характеристик. Зная влажностную зону района строительства и влажностный режим помещения, находят категорию эксплуатационной влажности и, пользуясь ею, по таблице норм устанавливают расчетные значения теплофизических характеристик материалов в ограждении.

Если ограждение многослойное, то необходимо предварительно определить среднегодовые значения относительного потенциала влажности каждого материального слоя φθi.

image052

где H— относительное (к общему сопротивлению ограждения) сопротивление влагопередаче от воздуха помещения до середины слоя i;

θв и θн — средние за год потенциалы влажности внутреннего воздуха и наружной среды, определяемые по таблице.

Среднегодовые значения температуры и потенциала влажности помещений различного назначения

ПомещенияВлажностный режимСреднегодовые условия
Tв 0Сθв 0ВΦθв
Проектное бюро, чертежные залы, библиотеки и т. п.Сухой19230,45
Жилой дом, поликлиника, детский сад, ясли и т. п.Нормальный1924,50,5
Душевые, раздевальни при них и т.п.Влажный25До 61До 0,75
Бани, прачечные и т. п.Мокрый3061>0,75

Потенциал влажности наружной среды сухой, нормальной и влажной зон (по карте главы CHиП II-А.7-71)

Влажностная зонаΦθ зоныСреднегодовая температура местности, 0C
-3-2-10+1+2+3+4+5+6+8+10
Влажная2,323,724,926,528,5529,731,23334,836,738,8121,5181
Нормальная222,822,824,125,526,828,229,731,23334,868,5120
Сухая1,418,418,419,320,321,222,223,224,325,626,829,532,6

Определив по формуле среднюю за год температуру слоя ti (в формулу необходимо подставить среднегодовые значения tB и tн), относительный потенциал влажности слоя φθi найдем по формуле

image053

или

image054

где θм(ti) принимается по таблице.

Нормативным категориям влажности А, Б, Б* соответствуют следующие значения φθi:

image055

Значения максимальных сорбционных потенциалов влажности при различной температуре

t. 0СΘм с 0Вt. 0СΘм с 0Вt. 0СΘм с 0Вt. 0СΘм с 0В
-208,7-415,0+418,3+1531,7
-1510,3-315,5+519,2+20100
-1012,5-216,0+619,7+25236,5
-913,0-116,3+720,5+30414
-813,5016,7+820,8
-713,8+117,1+921,8
-614,2+217,5+1023,0
-514,7+318,0

Похожие материалы:
Новые материалы:
Предыдущие материалы:

 

Фиолетовая комната – примеры оформления в фото

Фиолетовая комната – примеры оформления в фото

Фиолетовый в оформлении комнат и его оттенки всегда были прерогативой избранных, поэтому использовать их в обычных жилых интерьерах стали относительно недавно.

 

Черный цвет в интерьере – классика и строгость

Черный цвет в интерьере – классика и строгость

Черный цвет в интерьере относительно недавно получил распространение. Раньше дизайнерам и архитекторам черный казался слишком темным и мрачным для того, чтобы с его помощью оформлять такие большие плоскости, как стены, пол или потолок.

 

Черно-белый интерьер – идеи оформления

Черно-белый интерьер – идеи оформления

Сегодня небольшие, но очень уютные квартиры-студии с совмещенной кухней пользуются большим спросом у покупателей. Однако при оформлении интерьера помещения, такие габариты и планировка вносят некоторые коррективы в дизайнерские задумки.