Справочник строителя | Расчет режимов отопления

ТЕПЛОВЛАЖНОСТНЫЙ РЕЖИМ ОГРАЖДЕНИЙ

Тепловлажностный режим помещений зависит от температуры и влажности воздуха и материала строительных конструкций.

Параметры влажного воздуха удобно оценивать с помощью I-d-диаграммы профессора Л.К. Рамзина. На рис. 1 показан внешний вид диаграммы, а на рис. 2 - нахождение параметров, определяющих состояние влажного воздуха в точке В.

Рисунок 1. Внешний вид l-d-диаграммы проф. Л.К. Рамзина

Рисунок 2. Нахождение на l-d-диаграмме параметров влажного воздуха: t_в - температура, °С; d_в - влагосодержание, г/кг; φ_в - степень насыщения воздуха водяными парами, %; φ = 100 % - полностью насыщенный водяными парами воздух; l_в - энтальпия воздуха, кДж/кг; t_в.р - температура точки росы влажного воздуха, °С; t_м = 0 °С - температура строительного материала при 0 °С, когда замерзает вода

Уровень нагретости воздуха характеризуется его температурой t_в в градусах Цельсия (°С). Степень насыщения воздуха водяными парами характеризуется показателем относительной влажности φ_в. Количество водяных паров в воздухе характеризуется показателем влагосодержания d_в, г/кг. Сумма теплоты нагретости воздуха и водяных паров характеризуется показателем энтальпии l_в, кДж/кг. Если влажный воздух охлаждать при постоянном влагосодержании, то при достижении определенной температуры воздух становится полностью насыщенным. Температура, отвечающая такому состоянию, называется температурой точки росы t_в.р, °С.

При снижении температуры насыщенного воздуха ниже точки росы t_в , °C из воздуха начнет конденсироваться влага. Если влажный воздух находится в строительном материале и охлаждается теплопроводностью ниже точки росы t_в , то из воздуха в материал будет конденсироваться влага. Присутствие влаги в материале увеличивает теплопроводность материала, что в наружных ограждениях будет приводить к возрастанию трансмиссионных теплопотерь.

Если температура влажного материала становится ниже 0 °С, то влага в материале замерзнет. Замерзание влаги в строительном материале приводит к его разрушению, намоканию внутренних стен, повреждению внутренней отделки.

При расчете принятой структуры ограждающих конструкций необходимо проверить температуру материала t_м на отсутствие конденсации на его внутренней поверхности:

Температура материала t_м должна быть выше температуры точки росы t_в находящегося в материале влажного воздуха. При анализе качества конструкций наружных стен по рис. 3 отмечено, что повышение термического сопротивления их путем включения дополнительных теплоизоляционных устройств обеспечивает выполнение условия (1).

Рисунок 3. Теплоизоляция наружных стен существующих зданий: 1 - наружная стена из щелевых кирпичных блоков; 2 - теплоизоляционная плита из полистирола; 3 - замковые соединения соседних плит; 4 - сетка для нанесения отделочного материала (штукатурки); 5 - штукатурка; 6 - слой наружной силикатной краски

В статье Влияние теплотехнических качеств ограждающих конструкций зданий на тепловой режим отапливаемых помещений проведен анализ влияния теплотехнических качеств ограждающих конструкций на формирование теплового режима в отапливаемом помещении. Для формирования комфортных температурных условий необходимо обеспечивать температуру на поверхности строительных конструкций близкой к комфортной температуре воздуха t_в = +20 °С.

Исследованиями установлено, что изменение температуры в каждом слое многослойного ограждения пропорционально термическому сопротивлению рассматриваемого слоя. Перепад между температурами воздуха в обитаемой зоне t_в и температурой на внутренней поверхности ограждения τ_в выражается соотношением:

Термическое сопротивление на внутренней поверхности стены может быть найдено из выражения:

Коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности стены к воздуху α_в может быть принят 8,7 Вт/(м²·°С). Тогда по формуле (3) получим R = 1/8,7 = 0,115 м²·°С/Вт.

Из соотношения (2) можем получить выражение для вычисления температуры на внутренней поверхности наружных ограждений:

Общее термическое сопротивление наружного ограждения вычисляется по формуле . В статье Влияние теплотехнических качествограждающих конструкций зданий на тепловой режим отапливаемых помещений для трехслойной стеновой утепленной панели вычислено сопротивление R_o = 1,96 м² °С/Вт. Наиболее низкие температуры на внутренней поверхности наружных ограждений будут наблюдаться в расчетных условиях низких температур наружного воздуха, которые для климата Москвы – t_нх  = -26 °С. Используем эти данные для вычисления по формуле (4) температуры на внутренней поверхности трехслойной утепленной наружной стены:

Для комфортного самочувствия в помещении в зимний период года температура воздуха в обитаемой зоне (где находятся люди) должна быть t_в = +20 °С, что определяет первое условие комфортности.

Второе условие комфортности теплового состояния человеческого организма определяется радиационным теплообменом поверхности тела человека с внутренними поверхностями строительных конструкций.

В зимний период времени комфортное самочувствие сохраняется при температуре внутренних поверхностей строительных конструкций не ниже τ_в ≥ 16 °С.

Для нахождения температуры материала t_х в любой точке х по глубине строительной конструкции используется выражение:

В выражении (5) термическое сопротивление R_вх вычисляется по слоям в строительной конструкции от внутренней поверхности ограждения до рассматриваемого сечения х в толще ограждения. Расчетами по выражению (5) находится положение сечения с температурой материала 0 °С, при которой может замерзать влага. На рис. 3 показано, что применение теплоизоляционных влагонепроницаемых плит в наружных стенах смещает температуру 0 °С в сторону слоев к наружному воздуху и предохраняет от замерзания влаги в слоях наружных стен, прилегающих к внутренней поверхности.

обсудить на форуме

объявления: стройка и ремонт

Поделитесь ссылкой в социальных сетях