Многослойной ограждающей конструкции

При расчете влажностного режима многослойных ограждений, а также для определения возможности образования конденсата внутри ограждения используется графо – аналитический метод, сущность которого заключается в том, что сначала выполняются два схематических разреза многослойной ограждающей конструкции (рис. 2.8): один в масштабе термических сопротивлений отдельных слоев конструкции (рис. 2.8, а), а второй – в линейном масштабе (рис. 2.8, б).

С левой стороны от первого схематического разреза (см. рис. 2.8, а) задаются шкалой температур и шкалой парциальных давлений. Затем на крайних вертикалях схематического разреза откладывают расчетные значения температур внутреннего , ºC и наружного , ºC воздуха и полученные точки соединяют между собой: соединяют с .

Рис. 2.8 Построение графиков распределения температуры, максимальной и действительной упругости водяного пара внутри ограждающих конструкций: а) на схематическом разрезе конструкции, выполненной в масштабе термических сопротивлений; б) – то же, выполненной в линейном масштабе

При выборе температуры наружного воздуха следует иметь в виду, что при расчетах влажностного режима ограждающих конструкциях принимают равной средней температуре периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами согласно табл. 3 СНиП 23-01-99*. Это связано с тем, что процесс диффузии протекают значительно медленнее процессов теплопередачи и для наступления условий влагонасыщения в ограждениях требуется более продолжительное время.

В соответствии с полученными значениями температур, используя приложение (С) СП 23-101-04, строят график - , который имеет криволинейный характер.

Точки пересечения прямой - и кривой - с вертикальными линиями слоев первого схематического разреза переносят на второй разрез и соединяют их между собой. Ломаная линия ′, ′, ′, ′и кривая ′, ′, ′, ′ представляют собой графики распределения температур и насыщенного пара внутри действительной ограждающей конструкции.

Используя формулу (2.56) относительной влажности, определяют значения действительной упругости водяного пара е_int и е_ext, Па, которые откладывают на крайних вертикалях первого схематического разреза ограждения и соединяют их прямой . Значение устанавливают по данным , ºC, и , % в зависимости от функционального назначения помещения, а - по данным , ºC и , %, равной средней месячной относительной влажности воздуха наиболее холодного месяца. Точки пересечения прямой е_int - с соответствующими вертикальными линиями слоев первого схематического разреза ограждающей конструкции переносят на второй схематический разрез конструкции и соединяют их между собой. Ломаная линия ′, ′, ′, ′ представляет собой график распределения действительной упругости водяного пара внутри ограждающей конструкции.

Для определения зоны возможной конденсации внутри действительной многослойной ограждающей конструкции проводится анализ графиков максимальной ′, ′, ′, ′и действительной ′, ′, ′, ′ упругости водяного пара. Если графики не пересекаются, то внутри ограждающей конструкции отсутствует конденсация влаги. Если они пересекаются, что фактически невозможно, т.к. относительная влажность не может быть более 100 %, то это лишь указывает на возможность конденсации водяного пара внутри конструкции. Чтобы определить зону конденсации необходимо построить касательные линии из точек и к графику максимальной упругости водяного пара. Точки касания определяют границы конденсации водяного пара внутри многослойной ограждающей конструкции (рис. 2.9).

В зоне конденсации влага выпадает в форме конденсационной воды.

Часть ограждающей конструкции, расположенной между внутренней поверхностью ограждения и зоной конденсации, носит название области конденсации. В ней еще без опасности увлажнения идет процесс диффузии водяного пара из помещения. В зоне конденсации относительная влажность материала ограждения достигает 100 %.

Часть ограждения от плоскости конденсации до наружной поверхности ограждающей конструкции называется областью испарения. В области испарения материал конструкции находится во влажном состоянии. Через эту область накапливающаяся в плоскости конденсации вода диффузирует наружу и там испаряется, что происходит в период с середины июня до середины сентября.

Рис. 2.9. Графический метод определения зоны конденсации

внутри ограждающей конструкции

В летний период времени испарение влаги происходит от плоскости конденсации как в направлении наружу, так и в направлении помещения. Причем испарение вовнутрь всегда больше чем испарение наружу. Это объясняется тем, что материал ограждения в области конденсации менее насыщен влагой, чем в области испарения, поэтому обладает меньшим сопротивлением диффузии.

В зимний период времени продвижение водяного пара через ограждение еще более замедляется, не только в результате сопротивления паропроницанию материала ограждения, но и за счет того, что наружные слои ограждения находятся во влажном состоянии, и за счет адгезии между молекулами воды и молекулами строительного материала оказывают дополнительное сопротивление транспортировке влаги наружу. В связи с этим только очень небольшая часть влаги в зимний период времени выводится наружу.

В то же время из воздуха помещения в ограждающую конструкцию снова и снова поступает поток влаги, которая накапливается внутри ограждения. Этот процесс называется периодом влагонакопления и длится примерно с середины ноября до середины января.

В тех случаях, когда в ограждении происходит конденсация влаги, необходимо учитывать, будет ли влага накапливаться систематически (из года в год) или она будет испаряться в течение весеннего и летнего периодов. С этой целью проводится расчет по определению количества влаги, которое будет конденсироваться в ограждении за период конденсации, р ₁ и количества водного пара, уходящего из зоны конденсации, р ₂. Затем устанавливается баланс влаги в ограждении путем сравнения испаряющейся и конденсирующейся влаги за соответствующие периоды года. Если количество испаряющейся влаги будет выше, чем конденсирующейся, то накопления конденсата в ограждении не будет. В противном случае ограждающая конструкция является неудовлетворительной в отношении влажного состояния и ее следует заменить на другую и провести новый расчет.

В качестве мероприятия по исключению конденсата внутри ограждающих конструкций можно использовать:

1. Изменение последовательности расположения слоев конструкции или увеличение их толщины. Более плотные слои ограждения целесообразно размещать с внутренней стороны ограждающей конструкции.

2. Устройство вентилируемой воздушной прослойки с наружной стороны утепляющего слоя.

3. Устройство пароизоляционного слоя, тормозящего диффузию водяного пара с внутренней стороны ограждения.