Оценка теплозащитных свойств наружных стен с учетом конденсации парообразной влаги

• Автор: Сафин, Ильдар Шавкатович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Паропроницаемость ограждающих

конструкций и ее учет при проектировании

наружных стен (обзор и анализ литературы)

1.1. Влияние переувлажнения материалов

на эксплуатационные свойства ограждений

1.2. Анализ нормативных документов по оценке паропроницания и переувлажнения ограждающих конструкций

1.3. Основные типы конструкций наружных стен

1.4. Основные закономерности диффузии

водяного пара через ограждения
1.4.1. Влажный воздух и его
основные характеристики
1.4.2. Диффузия водяного пара
через ограждающие конструкции
1.5. Конденсация парообразной влаги
в ограждающих конструкциях
1.5.1. Основные закономерности конденсации
1.5.2. Увлажнение и высушивание ограждающих конструкций конденсированной влагой
при эксплуатационных воздействиях
1.5.2.1. Однослойные конструкции
1.5.2.2. Многослойные конструкции
1.6. Анализ процессов паропроницаемости ограждающих конструкций.
Формирование цели и задач работы
Глава 2. Оборудование, приборы и методы экспериментальных исследований
теплофизических параметров
2.1. Климатическая камера для
теплофизических исследований
2.2. Измерительные комплексы
теплофизических параметров
2.3. Размещение теплофизических датчиков
на испытываемых фрагментах ограждений
Глава 3. Влияние температуры наружного воздуха на процессы
конденсации парообразной влаги в наружных стенах
3.1. Однослойная ограждающая конструкция
3.2. Двухслойная ограждающая конструкция
3.2.1. Простая двухслойная стена
3.2.2. Двухслойная стена с тонким слоем штукатурки
3.3. Многослойная ограждающая конструкция
3.4. Основные выводы и результаты по главе
Глава 4. Влияние конструкции наружных стен на
процессы конденсации в них парообразной влаги
4.1. Влияние взаимного расположения
материальных слоев на процесс конденсации
4.2. Влияние соотношений между сопротивлениями теплопередаче и паропроницанию
слоев ограждения на процесс конденсации
4.3. Влияние наружных облицовочных слоев на
процессы конденсации парообразной влаги
4.4. Обобщение исследования по влиянию конструкции наружных стен на температуру начала конденсации в них парообразной влаги.
Результаты и выводы по главе 4
Глава 5. Разработка методов оценки снижения теплозащитных свойств наружных стен по количеству конденсата, накопившегося в стене за период увлажнения
5.1. Определение календарной продолжительности увлажнения наружной стены конденсированной влагой
5.2. Определение количества конденсата
накопившегося в стене за период увлажнения
5.3 Расчет увеличения влажности
утеплителя по количеству конденсата
5.4 Расчет снижения теплозащитных свойств
утеплителя по количеству конденсата
Глава 6. Разработка «Рекомендаций по конструированию наружных стен с ограничением
конденсации в них парообразной влаги»
Основные выводы по работе
Библиографический список
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
Известно, что в ограждающих конструкциях зданий протекают два основных физических процесса: теплопередача и диф)фузия парообразной влаги.
Теплопотери зданий и их энергетическая эффективность определяются закономерностями теплопередачи, в связи с чем, современные нормативные документы (СНиП 23-02-2003 [96] и СП 23-101-2004 [98]) предписывают проектирование наружных стен только с позиции энергосбережения. Нормы не учитывают изменение параметров теплозащиты при эксплуатационных воздействиях.
Диффузия парообразной влаги через ограждение в наружный воздух, или паропроницаемость, определяет влажностный режим стены, особенно в случае конденсации парообразной влаги в ограждении. При этом ослабляется теплозащита наружных стен, усиливаются коррозионные процессы, снижается долговечность ограждающих конструкций.
Сопротивление теплопередаче наружных стен определяется суммой сопротивлений теплопередаче отдельных слоев, поэтому их теплозащитные качества пе зависят от взаимного расположения отдельных слоев.
Закономерность конденсации парообразной влаги в ограждающих конструкциях зависит как от теплофизических свойств отдельных слоев, так и от их взаимного расположения. Однако в научной литературе эти вопросы отражены схематично, а в нормативной литературе отсутствуют полностью.
Таким образом, важнейшие процессы, от которых зависят снижение теплозащиты наружных стен в процессе эксплуатации и их долговечность, не регламентированы в действующей нормативной литературе.
Гипотеза: целенаправленным конструированием наружных стен можно обеспечить снижение количества конденсата за период увлажнения и снизить, тем самым, негативное воздействие влаги.
Зона конденсации должна располагаться между точками пересечения кривых (ев - еп) и (Ец - Ец), то есть, между точками А и Б, в которых е;=Е;. Однако, в отечественной [112] и зарубежной практике [120] принято зону конденсации выделять по точкам пересечения касательных к кривой (Ев- Ец), проведённых из точек ев и ец. На рис. 1.12 это точки Е, и Е2. Зона конденсации делит сечение ограждения на три участка. Первый участок - от внутренней поверхности стены до зоны конденсации. На этом участке плотность диффузионного потока парообразной влаги -Оь а сопротивление паропроницанию - Б.ш. На втором участке (заштрихованная область) происходит конденсация парообразной влаги. Третий участок - от зоны конденсации до наружной поверхности стены. На этом участке плотность диффузионного потока парообразной влаги - С2, а сопротивление паропроницанию - Кш-
Количество конденсата в единицу времени Ок определяется как разность плотностей диффузионных потоков до 01 и после вт зоны конденсации:
<Л = С~вг = » мг/(м2 ’ ч) (1.27)
Кг Кг
Если наружный климат постоянен в течение времени Т, часы, то общий объем конденсата за этот период составит:
С?к =вк • Т, мг/м2 (1.28)
Для схемы наружной стены, приведенной на рис. 1.9, а (1 слой - минераловатные плиты ро=45 кг/м3; 6=200 мм; А.=0,047 Вт/(м,0С); ц=0,5 мг/(мчПа); 2 слой - монолитный железобетон р0=2500 кг/мэ; 5=100 мм; А.=2,04 Вт/(м • °С); ц=0,03 мг/(мчПа) и климатических параметров, представленных на
рисунке, получим:
ск =0,-0, = 11бо9~42 -= 2817,5-1,2 = 2816,3 мг/(м2. ч)
За сутки это составит 6,76 г/м2, а за месяц превысит 2 литра воды.
В летний период, вслед за увеличением температуры наружного воздуха й] возрастают Ец и упругость водяного пара в зоне конденсации Ею В силу снижения относительной влажности воздуха в летний период ев и ец окажутся