Диффузия и конденсация водяного пара в ограждающих конструкциях

2. РАСЧЕТ ПАРОПРОНИЦАНИЯ ЧЕРЕЗ КОНСТРУКЦИЮ Паропроницание через одно - или многослойную кон - струкцию происходит в стационарном режиме , если верхняя угловая точка или гипотенузы всех треуголь - ников лежат ниже кривой давлений насыщенного пара ( р нас ) или соприкасаются с ней . Значения давлений пара p 1 и р 2 берутся из диаграммы , причем р 1 ле - жит на предпоследней линии температур ( θ пв ), a p 2 - на второй линии температур ( θ пн ). Значение N можно прочесть в середине обеих темпе - ратурных линий из диагональных рядов значений N . Значения сопротивлений диффузии отдельных слоев µ d были уже нанесены ранее рядом с противолежащими кА - тетами треугольников , поэтому их можно легко полу - чить Разумеется , это относится также к возможному применению материалов , снижающих паропроницание , или к пароизоляции . Расчет выполняют по уравнению g = (p 1 – p 2 ) ( Па ) / Σµ dN . Поскольку диффузионные потоки , проходящие через каждый слой , равны между собой , паропереход можно определить также по частным величинам перепада давлений пара , создаваемым отдельными слоями , их частным значениям сопротивления диффузии и средним значениям N . Режим паропроницания является нестационарным , когда верхняя угловая точка или гипотенуза треуголь - ника находится выше кривой давлений насыщенного пара ( р нас ), вследствие чего образуется зона конденса - ции . При этом , если количество водяного пара , диффун - дирующего от теплой стороны конструкции в направле - нии зоны конденсации , больше количества водяного пара , диффундирующего из зоны конденсации к холод - ной стороне , происходит накопление конденсата . Ко - личество конденсата при прочих равных условиях тем больше , чем шире зона конденсации . Это связано с ходом кривой p нас и может быть легко проверено . Дальнейший расчет проводится в два этапа . На первом этапе определяют количество водяного пара , диффун - дирующего в направлении зоны конденсации под дейст - вием парциальных давлений р 1 и р кв , причем послед - нее представляет собой парциальное давление обращен - ной к теплой стороне границы зоны конденсации . Соот - ветствующее парциальное сопротивление диффузии опре - деляется расстоянием между линиями k в и θ ов , а соответствующее значение N находится посередине обеих температурных линий . Затем выполняют расчет с помощью известного уравнения , в котором р 2 за - меняют на р кв . На втором этапе определяют количество пара , диф - фундирующего из зоны конденсации в направлении холодной стороны ограждения под действием парциаль - ных давлений p кн и р 2 , причем р кн представляет собой парциальное давление на границе зоны конденса - ции , обращенной к холодной стороне . Соответствующее парциальное сопротивление диффузии определяется рас - стоянием между линиями k н и θ он , а соответствую - щее значение N находится в середине обеих темпера - турных линий . Затем выполняют расчет с помощью известного уравнения , в котором p 1 заменяют на р кн . Разность между обоими результатами соответствует массе накапливающегося за час количества конденсата . В приводимых ниже примерах использования метода треугольников речь идет также об установлении балан - са влаги . При этом приходится оперировать такими по - нятиями , как среднемесячная и среднегодовая темпера - туры .

ная стена плавательного бассейна в Мюнхене выпол - нена из кирпича с вертикальными пустотами , харак - теризуемого коэффициентом теплопроводности λ = = 0,41 Вт /( м ⋅ К ) и коэффициентом сопротивления диф - фузии µ = 8, причем толщина стены d = 0,365 м . Термическое сопротивление такой стены составит d / λ = 0,365/0,41 = 0,89 м 2 ⋅ К / Вт , а сопротивление диффузии µ d = 8 ⋅ 0,365 м = 2,92 м . В целях упрощения расчета влияние штукатурного слоя не учитывается . При сопротивлении теплоотдаче на внутренней по - верхности стены 1/ α в = 0,123, а сопротивлении тепло - отдаче на ее наружной поверхности 1/ α н = 0,043 м 2 ⋅ К / Вт , общее сопротивление теплопередаче 1/ k = 0,89 + 0,123 + + 0,043 = 1,056 м 2 ⋅ К / Вт , а коэффициент теплопередачи k = 0,947 Вт /( м 2 ⋅ К ). Температура воздуха внутри пла - вательного бассейна рассматривается как постоянная и принимается равной +27° С . Разность температур воздуха в помещении и внутрен - ней поверхности стен составляет 0,123 ⋅ 100/1,056, или 11,65%, а разность между температурой воздуха в поме - щении и температурой наружной поверхности стены — 1,013 ⋅ 100/1,056, или 95,93% общей разности темпера - тур воздуха в помещении и наружного воздуха . Из таб - лицы средних температур , приведенной в приложении , видно , что средняя температура января для Мюнхена равна -2,3° С , а среднегодовая температура равна +7,4° С . Округленно примем их равными соответствен - но –3 ° и +7° С . Тогда общая разность температур сос - тавит в январе 30° С , а в среднем за год 20 ° С . После заполнения всех таблиц на рабочих графиках ( рис . 21) и вычисления температур на поверхностях вычертим на диаграмме линии температур . Затем по - строим треугольник для января , основание которого ( прилежащий катет ) расположено на высоте , опре - деляемой точкой пересечения линии температуры -3° С с кривой давлений p , соответствующей относительной влажности 80%. От точки пересечения линии температур -1,8° С ( температура наружной поверхности стены в январе ) построим касательную к кривой p нас проведем ее до точки пересечения с линией температуры +23,5° С ( температура внутренней поверхности стены в янва - ре ) . Горизонтальная проекция этой точки пересечения на линию температуры +27° С ( температура воздуха по - мещения ) дает путем интерполяции значение относи - тельной влажности воздуха 61%. Следовательно , чтобы избежать образование ядра конденсации в январе , относительная влажность воз - духа в помещении плавательного бассейна не должна подниматься выше 61%. С целью более точного определения предельной влаж - ности необходимо провести криволинейную касатель - ную , форма которой повторяет форму соседней ( пунк - тирной ) линии падений давления пара . Тогда максималь - ная относительная влажность будет равна примерно 59%. Треугольник , соответствующий среднегодовым усло - виям , строят аналогичным образом . Его основание ле - жит на высоте пересечения линии температуры +7° С с кривой давлений р , соответствующей влажности 80%. Касательная выходит из точки пересечения осно - вания с линией температуры +7,8 ° С ( среднегодовая температура наружной поверхности стены ) и пересе - кается с линией температуры +24,7° С ( среднегодовая температура внутренней поверхности стены ) в точке , горизонтальная проекция которой на линию темпера - туры +27° С дает значение относительной влажности воз - духа 81%. При построении криволинейной касатель - ной максимальное значение относительной влажности воздуха в помещении плавательного бассейна было бы равно 80%, правда , с образованием ядра конденсации в зимнюю половину года . При этом можно гарантиро - вать полное высушивание стен помещения в течение летней половины года .

3. ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ТРЕУГОЛЬНИКОВ

3.1. Определение допустимой относительной влажнос - ти на теппой стороне однородной конструкции . Наруж -

21