Rozloženie teploty vzduchovej medzery. Tepelná ochrana fasád s prevetrávanou vzduchovou medzerou. Prenos tepla a vlhkosti cez vonkajšie ploty

.
1.3 Budova ako jednotný energetický systém.
2. Prenos tepla a vlhkosti cez vonkajšie ploty.
2.1 Základy prestupu tepla v budove .
2.1.1 Tepelná vodivosť.
2.1.2 Konvekcia.
2.1.3 Žiarenie.
2.1.4 Tepelný odpor vzduchovej medzery.
2.1.5 Koeficienty prestupu tepla na vnútorných a vonkajších povrchoch.
2.1.6 Prestup tepla cez viacvrstvovú stenu.
2.1.7 Znížený odpor voči prenosu tepla.
2.1.8 Rozloženie teploty na úseku plotu.
2.2 Vlhkostný režim obvodových konštrukcií.
2.2.1 Príčiny vlhkosti v plotoch.
2.2.2 Negatívne účinky tlmenia vonkajších plotov.
2.2.3 Komunikácia vlhkosti so stavebnými materiálmi.
2.2.4 Vlhký vzduch.
2.2.5 Vlhkosť materiálu.
2.2.6 Sorpcia a desorpcia.
2.2.7 Paropriepustnosť plotov.
2.3 Priedušnosť vonkajších bariér.
2.3.1 Základy.
2.3.2 Tlakový rozdiel na vonkajšom a vnútornom povrchu plotov.
2.3.3 Priedušnosť stavebných materiálov.

2.1.4 Tepelný odpor vzduchovej medzery.

Pre rovnomernosť, odpor prenosu tepla ZATVORENÉ vzduchové medzery nachádzajúce sa medzi vrstvami plášťa budovy, tzv tepelná odolnosť R vp, m². ºС/W.
Schéma prestupu tepla vzduchovou medzerou je na obr.5.

Obr.5. Prenos tepla vo vzduchovej medzere.

Tepelný tok prechádzajúci vzduchovou medzerou q v.p , W/m² , je tvorený prietokmi prenášanými tepelnou vodivosťou (2) q t , W/m² , konvekcia (1) q c, W/m² a žiarenie (3) ql, W/m² .

(2.12)

V tomto prípade je podiel toku prenášaného žiarením najväčší. Uvažujme uzavretú vertikálnu vzduchovú medzeru, na ktorej povrchoch je teplotný rozdiel 5ºС. S nárastom hrúbky medzivrstvy z 10 mm na 200 mm sa podiel tepelného toku v dôsledku sálania zvyšuje zo 60 % na 80 %. V tomto prípade klesne podiel tepla odovzdaného tepelnou vodivosťou z 38 % na 2 % a podiel prúdenia tepla konvekciou sa zvýši z 2 % na 20 %.
Priamy výpočet týchto komponentov je dosť ťažkopádny. Preto v normatívne dokumenty sú uvedené údaje o tepelnom odpore uzavretých vzduchových priestorov, ktoré v 50. rokoch dvadsiateho storočia zostavil K.F. Fokin na základe výsledkov experimentov M.A. Micheev. Ak je na jednej alebo oboch plochách vzduchovej medzery tepelne odrážajúca hliníková fólia, ktorá bráni prenosu sálavého tepla medzi plochami, ktoré rámujú vzduchovú medzeru, tepelný odpor by sa mal zdvojnásobiť. Pre zvýšenie tepelného odporu uzavretých vzduchových medzier sa odporúča mať na pamäti nasledujúce závery zo štúdií:
1) tepelne účinné sú medzivrstvy malej hrúbky;
2) je racionálnejšie urobiť v plote niekoľko vrstiev malej hrúbky ako jednu veľkú;
3) je žiaduce umiestniť vzduchové medzery bližšie k vonkajšiemu povrchu plotu, pretože v tomto prípade zimný čas tepelný tok sálaním klesá;
4) vertikálne vrstvy vo vonkajších stenách musia byť blokované horizontálnymi membránami na úrovni medzipodlažných stropov;
5) na zníženie tepelného toku prenášaného žiarením je možné prekryť jeden z povrchov medzivrstvy alobal s emisivitou približne e=0,05. Prekrytie oboch plôch vzduchovej medzery fóliou výrazne neznižuje prestup tepla v porovnaní s pokrytím jednej plochy.
Otázky na sebaovládanie
1. Aký je potenciál prenosu tepla?
2. Uveďte základné druhy prenosu tepla.
3. Čo je to prenos tepla?
4. Čo je tepelná vodivosť?
5. Aká je tepelná vodivosť materiálu?
6. Napíšte vzorec pre tepelný tok prenášaný tepelnou vodivosťou vo viacvrstvovej stene pri známych teplotách vnútorného povrchu tw a vonkajšieho povrchu tn.
7. Čo je tepelný odpor?
8. Čo je to konvekcia?
9. Napíšte vzorec pre tepelný tok prenášaný konvekciou zo vzduchu na povrch.
10. fyzický význam koeficient prestupu tepla konvekciou.
11. Čo je to žiarenie?
12. Napíšte vzorec pre tepelný tok prenášaný žiarením z jedného povrchu na druhý.
13. Fyzikálny význam súčiniteľa prestupu tepla sálaním.
14. Ako sa nazýva odolnosť proti prestupu tepla uzavretej vzduchovej medzery v obvodovom plášti budovy?
15. Akej povahy pozostáva celkový tepelný tok vzduchovou medzerou z tepelných tokov?
16. Aký charakter tepelného toku prevláda v toku tepla vzduchovou medzerou?
17. Ako hrúbka vzduchovej medzery ovplyvňuje rozloženie prietokov v nej.
18. Ako znížiť tok tepla vzduchovou medzerou?

VZDUCHOVÁ MEDZERA, jeden z typov izolačných vrstiev, ktoré znižujú tepelnú vodivosť média. AT nedávne časy význam vzduchovej vrstvy vzrástol najmä v súvislosti s používaním dutých materiálov v stavebníctve. V médiu oddelenom vzduchovou medzerou dochádza k prenosu tepla: 1) sálaním z povrchov susediacich so vzduchovou medzerou a prenosom tepla medzi povrchom a vzduchom a 2) prenosom tepla vzduchom, ak sa pohybuje, resp. prenosom tepla niektorými časticami vzduchu na iné v dôsledku vedenia tepla ho, ak je nehybný, a Nusseltove pokusy dokazujú, že tenšie vrstvy, v ktorých možno vzduch považovať za takmer nehybný, majú nižší súčiniteľ tepelnej vodivosti k ako hrubšie vrstvy. s konvekčnými prúdmi vznikajúcimi v nich. Nusselt uvádza nasledujúci výraz na určenie množstva tepla odovzdaného za hodinu vzduchovou medzerou:

kde F je jedna z plôch obmedzujúcich vzduchovú medzeru; λ 0 - podmienený koeficient, ktorého číselné hodnoty sú v závislosti od šírky vzduchovej medzery (e), vyjadrené v m, uvedené na priloženom štítku:

s 1 a s 2 - koeficienty žiarenia oboch povrchov vzduchovej medzery; s je koeficient žiarenia úplne čierneho telesa rovný 4,61; θ 1 a θ 2 sú teploty povrchov obmedzujúcich vzduchovú medzeru. Nahradením príslušných hodnôt do vzorca je možné získať hodnoty k (koeficient tepelnej vodivosti) a 1 / k (izolačná schopnosť) vzduchových vrstiev rôznych hrúbok. S. L. Prochorov zostavil podľa Nusseltových údajov diagramy (pozri obr.) znázorňujúce zmenu hodnôt k a 1/k vzduchových vrstiev v závislosti od ich hrúbky, pričom najvýhodnejšou oblasťou je oblasť od 15 do 45 mm. .

Menšie vzduchové medzery sa realizujú prakticky ťažko a veľké už dávajú značný súčiniteľ tepelnej vodivosti (asi 0,07). Nasledujúca tabuľka uvádza hodnoty k a 1/k pre rôznych materiálov a niekoľko hodnôt týchto veličín je uvedených pre vzduch v závislosti od hrúbky vrstvy.

To. vidno, že často je výhodnejšie urobiť niekoľko tenších vzduchových vrstiev ako použiť jednu alebo druhú izolačnú vrstvu. Vzduchovú medzeru s hrúbkou do 15 mm možno považovať za izolant s pevnou vzduchovou vrstvou, s hrúbkou 15-45 mm - s takmer pevnou, a napokon za vzduchové medzery nad 45-50 mm treba uznať. vrstvy s konvekčnými prúdmi vznikajúcimi v nich, a preto podliehajú výpočtu pre všeobecný základ.

Popis:

Uzavreté konštrukcie s vetranými vzduchovými medzerami sa už dlho používajú pri výstavbe budov. Využitie vetraných vzduchových priestorov malo jeden z nasledujúcich cieľov

Tepelná ochrana fasád s odvetraním vzduchová medzera

Časť 1

Závislosť maximálnej rýchlosti pohybu vzduchu v medzere od vonkajšej teploty vzduchu pri rôzne hodnoty tepelný odpor steny s izoláciou

Závislosť rýchlosti vzduchu vo vzduchovej medzere od teploty vonkajšieho vzduchu pri rôznych hodnotách šírky medzery d

Závislosť tepelného odporu vzduchovej medzery, R eff gap, od teploty vonkajšieho vzduchu pri rôznych hodnotách tepelného odporu steny, R pr therm. vlastnosť

Závislosť efektívneho tepelného odporu vzduchovej medzery, R eff medzery, od šírky medzery, d, pri rôznych hodnotách výšky fasády, L

Na obr. 7 sú znázornené závislosti maximálnej rýchlosti vzduchu vo vzduchovej medzere od teploty vonkajšieho vzduchu pre rôzne hodnoty výšky fasády L a tepelného odporu steny s izoláciou R pr therm. vlastnosť a na obr. 8 - pri rôznych hodnotách šírky medzery d.

Vo všetkých prípadoch sa rýchlosť vzduchu zvyšuje so znižujúcou sa vonkajšou teplotou. Zdvojnásobenie výšky fasády má za následok mierne zvýšenie rýchlosti vzduchu. Zníženie tepelného odporu steny vedie k zvýšeniu rýchlosti vzduchu, čo je spôsobené zvýšením tepelného toku, a tým aj teplotným rozdielom v medzere. Šírka medzery má významný vplyv na rýchlosť vzduchu, s poklesom hodnôt d sa rýchlosť vzduchu znižuje, čo sa vysvetľuje zvýšením odporu.

Na obr. 9 sú znázornené závislosti tepelného odporu vzduchovej medzery R eff medzera od teploty vonkajšieho vzduchu pri rôznych hodnotách výšky fasády L a tepelného odporu steny s izoláciou R pr therm. vlastnosť .

V prvom rade treba poznamenať slabú závislosť R eff medzery od teploty vonkajšieho vzduchu. To sa dá ľahko vysvetliť, keďže rozdiel medzi teplotou vzduchu v medzere a teplotou vonkajšieho vzduchu a rozdiel medzi teplotou vnútorného vzduchu a teplotou vzduchu v medzere sa menia takmer úmerne so zmenou t n, preto ich pomer zahrnutý v (3) sa takmer nemení. Takže s poklesom t n z 0 na -40 ° C sa R eff medzery zníži z 0,17 na 0,159 m 2 ° C / W. Medzera R eff tiež nevýznamne závisí od tepelného odporu ostenia so zvýšením R pr therm. regiónu od 0,06 do 0,14 m 2 °C / W, hodnota R eff medzery sa pohybuje od 0,162 do 0,174 m 2 °C / W. Tento príklad ukazuje neefektívnosť izolácie fasádneho plášťa. Zmeny hodnoty efektívneho tepelného odporu vzduchovej medzery v závislosti od vonkajšej teploty a od tepelného odporu obkladu sú pre ich praktické zohľadnenie nepodstatné.

Na obr. 10 sú znázornené závislosti tepelného odporu vzduchovej medzery R eff medzery od šírky medzery d pre rôzne hodnoty výšky fasády. Najzreteľnejšie je vyjadrená závislosť R eff medzery od šírky medzery - s poklesom hrúbky medzery sa zvyšuje hodnota R eff medzery. Je to spôsobené znížením výšky ustálenia teploty v medzere x 0 a tým aj zvýšením priemernej teploty vzduchu v medzere (obr. 8 a 6). Ak je závislosť pri iných parametroch slabá, pretože dochádza k prekrývaniu rôznych procesov, ktoré sa čiastočne navzájom uhasia, potom v tomto prípade to tak nie je - čím je medzera tenšia, tým rýchlejšie sa ohrieva a vzduch sa pohybuje pomalšie. medzera, tým rýchlejšie sa zahrieva.

Vo všeobecnosti nai väčšiu hodnotu R eff medzeru možno dosiahnuť pomocou minimálna hodnota d, maximálna hodnota L, maximálna hodnota R pr term. vlastnosť . Takže pri d = 0,02 m, L = 20 m, R pr term. vlastnosť \u003d 3,4 m 2 ° C / W, vypočítaná hodnota R eff medzery je 0,24 m 2 ° C / W.

Pre výpočet tepelných strát cez plot je dôležitejší relatívny vplyv efektívneho tepelného odporu vzduchovej medzery, pretože určuje, o koľko sa znížia tepelné straty. Napriek tomu, že najväčšia absolútna hodnota R eff medzery je dosiahnutá pri maximálnej R pr therm. vlastnosť , najväčší vplyv efektívny tepelný odpor vzduchovej medzery proti tepelným stratám má minimálnu hodnotu R pr therm. vlastnosť . Takže na R pr termín. vlastnosť = = 1 m 2 °C/W a t n = 0 °C vďaka vzduchovej medzere sa tepelné straty znížia o 14 %.

Pri vodorovne umiestnených vodiacich lištách, ku ktorým sú pripevnené obkladové prvky, sa pri výpočtoch odporúča zobrať šírku vzduchovej medzery rovnú najmenšej vzdialenosti medzi vodidlami a povrchom tepelnej izolácie, pretože tieto časti určujú odpor vzduchu. pohyb (obr. 11).

Ako ukazujú výpočty, rýchlosť pohybu vzduchu v medzere je malá a je menšia ako 1 m/s. Primeranosť prijatého výpočtového modelu nepriamo potvrdzujú údaje z literatúry. Takže v práci krátka recenzia výsledky experimentálnych stanovení rýchlosti vzduchu vo vzduchových medzerách rôznych fasád (pozri tabuľku). Údaje obsiahnuté v článku sú, žiaľ, neúplné a neumožňujú nám zistiť všetky vlastnosti fasád. Ukazujú však, že rýchlosť vzduchu v medzere je blízka hodnotám získaným pri výpočtoch opísaných vyššie.

Predložená metóda výpočtu teploty, rýchlosti vzduchu a ďalších parametrov vo vzduchovej medzere umožňuje vyhodnotiť účinnosť konkrétneho konštrukčného opatrenia z hľadiska zvýšenia prevádzkové vlastnosti fasáda. Táto metóda sa môže zlepšiť, predovšetkým by sa mala týkať účinku medzier medzi obkladovými doskami. Ako vyplýva z výsledkov výpočtov a experimentálnych údajov uvedených v literatúre, toto zlepšenie nebude mať veľký vplyv na zníženú odolnosť konštrukcie, ale môže ovplyvniť iné parametre.

Literatúra

1. Batinich R. Vetrané fasády budov: Problémy stavebná tepelná fyzika, mikroklíma a energeticky úsporné systémy v budovách / Sat. správa IV vedecko-praktické. conf. M.: NIISF, 1999.

2. Ezersky V. A., Monastyrev P. V. Montážny rám odvetranej fasády a teplotné pole vonkajšia stena // bytovú výstavbu. 2003. № 10.

4. SNiP II-3-79*. Stavebná tepelná technika. M.: GUP TsPP, 1998.

5. Bogoslovsky VN Tepelný režim budovy. M., 1979.

6. Sedlbauer K., Kunzel H. M. Luftkonvektions einflusse auf den Warmedurchgang von belufteten Fassaden mit Mineralwolledammung // WKSB. 1999.Jg. 44.H.43.

Pokračovanie nabudúce.

Zoznam symbolov

c v \u003d 1 005 J / (kg ° С) - špecifické teplo vzduchu

d - šírka vzduchovej medzery, m

L - výška fasády s prevetrávanou medzerou, m

n až - priemerný počet konzol na m 2 steny, m–1

R asi. vlastnosť , R pr o. regiónu - znížený odpor prestupu tepla častí konštrukcie z vnútorného povrchu do vzduchovej medzery a zo vzduchovej medzery na vonkajší povrch konštrukcie, resp. m 2°C/W

R o pr - znížená odolnosť voči prestupu tepla celej konštrukcie, m 2°C/W

R podm. vlastnosť - odolnosť proti prestupu tepla po povrchu konštrukcie (okrem teplovodivých inklúzií), m 2 ° C / W

R podmienene - odpor proti prestupu tepla po povrchu konštrukcie, je určený ako súčet tepelných odporov vrstiev konštrukcie a odporov prestupu tepla vnútorného (rovná sa 1/av) a vonkajšieho (rovná sa 1). /an) povrchy

R pr SNiP - znížený odpor prestupu tepla stenovej konštrukcie s izoláciou, stanovený v súlade s SNiP II-3-79 *, m 2 ° C / W

R pr term. vlastnosť - tepelný odpor steny s izoláciou (od vnútorného vzduchu k povrchu izolácie vo vzduchovej medzere), m 2 ° C / W

R eff medzera - efektívny tepelný odpor vzduchovej medzery, m 2 ° C / W

Q n - vypočítaný tepelný tok cez nehomogénnu štruktúru, W

Q 0 - tepelný tok cez homogénnu štruktúru rovnakej plochy, W

q - hustota tepelného toku cez konštrukciu, W / m 2

q 0 - hustota tepelného toku cez homogénnu štruktúru, W / m 2

r - koeficient tepelnej rovnomernosti

S - plocha prierezu konzoly, m 2

t - teplota, °С

Pre rovnomernosť, odpor prenosu tepla uzavreté vzduchové medzery nachádzajúce sa medzi vrstvami plášťa budovy, tzv tepelná odolnosť Rv.p, m². ºС/W.
Schéma prestupu tepla vzduchovou medzerou je na obr.5.

Obr.5. Prenos tepla vo vzduchovej medzere.

Tepelný tok prechádzajúci vzduchovou medzerou qv.p, W/m² pozostáva z tokov prenášaných tepelnou vodivosťou (2) qt, W/m², konvekciou (1) qc, W/m² a sálaním. (3) ql, W/m².

24. Podmienená a znížená odolnosť voči prenosu tepla. Koeficient tepelnotechnickej homogenity obvodových konštrukcií.

25. Hodnotenie odolnosti voči prestupu tepla na základe sanitárnych a hygienických podmienok

, R0 = *

Potom normalizujeme Δ t n R°tr = * , tie. aby bolo Δ t≤ Δ t n Nevyhnutné

R 0 ≥ R 0 tr

SNiP rozširuje túto požiadavku na znížený odpor. prenos tepla.

R 0 pr ≥ R 0 tr

t in - návrhová teplota vnútorného vzduchu, °С;

súhlasiť. podľa konštrukčných noriem. budova

t n - - vypočítaná zimná teplota vonkajšieho vzduchu, ° С, rovná priemernej teplote najchladnejšieho päťdňového obdobia so zabezpečením 0,92

A v (alfa) - koeficient prestupu tepla vnútorného povrchu obvodových konštrukcií, braný podľa SNiP

Δt n - štandardný teplotný rozdiel medzi teplotou vnútorného vzduchu a teplotou vnútorného povrchu uzatváracej konštrukcie, braný podľa SNiP

Požadovaná odolnosť voči prenosu tepla R tr o dvere a brány musia byť aspoň 0,6 R tr o steny budov a konštrukcií, určené podľa vzorca (1) pri vypočítanom zimná teplota vonkajšieho vzduchu, rovnajúcej sa priemernej teplote najchladnejšieho päťdňového obdobia s bezpečnosťou 0,92.

Pri určovaní požadovaného odporu proti prestupu tepla vnútorných obvodových konštrukcií vo vzorci (1) by sa mal brať namiesto t n- vypočítaná teplota vzduchu v chladnejšej miestnosti.

26. Tepelnotechnický výpočet potrebnej hrúbky materiálu plotu na základe podmienok na dosiahnutie požadovanej odolnosti proti prestupu tepla.

27. Vlhkosť materiálu. Dôvody navlhčenia konštrukcie

vlhkosť - fyzikálne množstvo rovnajúce sa množstvu vody obsiahnutej v póroch materiálu.

Stáva sa to podľa hmotnosti a objemu

1) Stavebná vlhkosť.(počas výstavby budovy). Závisí od dizajnu a spôsobu konštrukcie. Plné murivo je horšie ako keramické bloky. Najpriaznivejšie drevo (prefabrikované steny). w / w nie vždy. Mala by zmiznúť za 2 = -3 roky prevádzky Opatrenia: vysušenie stien

zemná vlhkosť. (kapilárne sanie). Dosahuje úroveň 2-2,5 m.hydroizolačných vrstiev, s správne zariadenie neovplyvňuje.

2) zemná vlhkosť, preniká do plota zo zeme vďaka kapilárnemu nasávaniu

3) Atmosférická vlhkosť. (šikmý dážď, sneh). Zvlášť dôležité pre strechy a rímsy .. pevné tehlové steny nevyžadujú ochranu, ak je škárovanie vykonané správne.. železobetón, panely z ľahkého betónu pozor na spoje a okenné bloky, textúrovaná vrstva vodeodolných materiálov. Ochrana = ochranná stena na svahu

4) Prevádzková vlhkosť. (v dielňach priemyselné budovy, hlavne v podlahách a spodnej časti stien) riešenie: vodeodolné podlahy, drenážne zariadenie, obklad spodnej časti keramické dlaždice, vodotesná omietka. Ochrana=ochranný obklad s ext. strany

5) Hygroskopická vlhkosť. Vďaka zvýšenej hygroskopickosti materiálov (vlastnosť absorbovať vodnú paru z vlhkého vzduchu)

6) Kondenzácia vlhkosti zo vzduchu: a) na povrchu plotu b) v hrúbke plotu

28. Vplyv vlhkosti na vlastnosti konštrukcií

1) So zvyšovaním vlhkosti sa zvyšuje tepelná vodivosť konštrukcie.

2) Deformácie vlhkosti. Vlhkosť je oveľa horšia ako tepelná rozťažnosť. Odlupovanie omietky vplyvom nahromadenej vlhkosti pod ňou, následne vlhkosť zamrzne, roztiahne svoj objem a omietku odtrhne. Materiály, ktoré nie sú odolné voči vlhkosti, sa za mokra deformujú. Napríklad sadra sa stáva plazivou so zvyšujúcou sa vlhkosťou, napučiavaním preglejky, delamináciou.

3) Zníženie životnosti - počet rokov bezporuchovej prevádzky konštrukcie

4) Biologické poškodenie (huby, plesne) v dôsledku rosenia

5) Strata estetického vzhľadu

Preto sa pri výbere materiálov zohľadňuje ich vlhkostný režim a vyberajú sa materiály s najnižšou vlhkosťou. Tiež nadmerná vlhkosť v miestnosti môže spôsobiť šírenie chorôb a infekcií.

Z technického hľadiska vedie k strate životnosti a štruktúry a jej mrazuvzdornosti. Niektoré materiály pre vysoká vlhkosť stratiť mechanická pevnosť, zmeniť tvar. Napríklad sadra sa stáva plazivou so zvyšujúcou sa vlhkosťou, napučiavaním preglejky, delamináciou. Korózia kovu. zhoršenie vzhľadu.

29. Sorpcia vodnej pary vytvára. mater. Sorpčné mechanizmy. Hysterézia sorpcie.

Sorpcia- proces absorpcie vodnej pary, ktorý vedie k rovnovážnemu stavu vlhkosti materiálu so vzduchom. 2 javy. 1. Absorpcia ako dôsledok zrážky molekuly pary s povrchom pórov a priľnutie k tomuto povrchu (adsorpcia)2. Priame rozpúšťanie vlhkosti v objeme tela (absorpcia). Vlhkosť sa zvyšuje so zvyšujúcou sa relatívnou elasticitou a klesajúcou teplotou. "desorpcia", ak sa vlhká vzorka umiestni do exsikátorov (roztok kyseliny sírovej), potom uvoľňuje vlhkosť.

Sorpčné mechanizmy:

1.Adsorpcia

2. Kapilárna kondenzácia

3. Objemová výplň mikropórov

4.Vyplnenie medzivrstvového priestoru

1 etapa. Adsorpcia je jav, pri ktorom je povrch pórov pokrytý jednou alebo viacerými vrstvami molekúl vody (v mezopóroch a makropóroch).

2 etapa. Polymolekulárna adsorpcia – vytvára sa viacvrstvová adsorbovaná vrstva.

3 etapa. kapilárna kondenzácia.

PRÍČINA. Tlak nasýtených pár nad konkávnym povrchom je menší ako nad plochým povrchom kvapaliny. V kapilárach s malým polomerom tvorí vlhkosť konkávne minisky, takže je možná kapilárna kondenzácia. Ak D>2*10 -5 cm, potom nedôjde ku kapilárnej kondenzácii.

Desorpcia - prirodzený proces sušenia.

Hysteréza ("rozdiel") sorpcie spočíva v rozdiele medzi sorpčnou izotermou získanou pri navlhčení materiálu a desorpčnou izotermou získanou z vysušeného materiálu. ukazuje % rozdiel medzi hmotnosť vlhkosti so sorpciou a hmotnosťou s desorpciou vlhkosti (desorpcia 4,3 %, sorpcia 2,1 %, hysterézia 2,2 %) pri navlhčení sorpčnej izotermy. Pri sušení dochádza k desorpcii.

30. Mechanizmy prenosu vlhkosti v materiáloch stavebných konštrukcií. Paropriepustnosť, kapilárna absorpcia vody.

1. V zime vplyvom rozdielu teplôt a pri rôznych parciálnych tlakoch prechádza cez plot prúd vodnej pary (z vnútornej plochy na vonkajšiu) - difúzia vodnej pary. V lete je to naopak.

2. Konvekčný transport vodnej pary(s prúdením vzduchu)

3. Kapilárny prenos vody(únik) cez porézne materiály.

4. Gravitačný únik vody cez trhliny, diery, makropóry.

Paropriepustnosť - vlastnosť materiálu alebo konštrukcie z nich vyrobenej prepúšťať vodnú paru cez seba.

Koeficient priepustnosti- Fyzické. hodnota sa číselne rovná počtu pary, ktorá prešla doskou pri jednotkovej ploche, pri jednotkovej tlakovej strate, pri jednotkovej hrúbke dosky, za jednotkový čas pri parciálnej tlakovej strate na stranách dosky e 1 Pa. Teploty, mú klesá, so zvyšujúcou sa vlhkosťou mú stúpa.

Odolnosť voči parám: R = hrúbka/m

Mu - koeficient paropriepustnosti (stanovený podľa SNIP 2379 tepelná technika)

Kapilárna absorpcia vody stavebnými materiálmi - poskytuje konštantný prenos kvapalnej vlhkosti cez porézne materiály z oblasti s vysokou koncentráciou do oblasti s nízkou koncentráciou.

Čím sú kapiláry tenšie, tým je sila kapilárneho sania väčšia, ale vo všeobecnosti sa rýchlosť prenosu znižuje.

Kapilárny transport možno znížiť alebo eliminovať poskytnutím vhodnej bariéry (malá vzduchová medzera alebo kapilárna neaktívna vrstva (neporézna)).

31. Fickov zákon. Koeficient priepustnosti pár

P(množstvo pary, g) \u003d (ev-sk) F * z * (mu / hrúbka),

Mu- koeficient. paropriepustnosť (určená podľa tepelnej techniky SNIP 2379)

Fyzické hodnota sa číselne rovná množstvu pary, ktorá prešla doskou pri jednotkovej ploche, pri jednotkovej tlakovej strate, pri jednotkovej hrúbke dosky, za jednotkový čas pri parciálnej tlakovej strate na stranách dosky e 1 Pa. [mg / (m 2 * Pa)]. Najmenší mu má strešný materiál 0,00018, najväčší min. bavlna = 0,065 g / m * h * mm Hg, okenné sklo a kovy sú parotesné, vzduch má najväčšiu paropriepustnosť. Pri znižovaní Teploty, mú klesá, so zvyšujúcou sa vlhkosťou mú stúpa. Závisí od fyzikálnych vlastností materiálu a odráža jeho schopnosť viesť vodnú paru, ktorá ním difunduje. Anizotropné materiály majú rôzne mu (pre drevo pozdĺž vlákien = 0,32, naprieč = 0,6).

Ekvivalentná odolnosť proti paropriepustnosti plotu s postupným usporiadaním vrstiev. Fickov zákon.

Q \u003d (e 1 - e 2) / R n qR n1n = (e n1n-1 -e 2)

32 Výpočet rozloženia parciálneho tlaku vodnej pary po hrúbke konštrukcie.

Jednou z techník, ktoré zvyšujú tepelnoizolačné vlastnosti plotov, je inštalácia vzduchovej medzery. Používa sa pri konštrukcii vonkajších stien, stropov, okien, vitráží. V stenách a stropoch sa používa aj na zabránenie podmáčaniu konštrukcií.

Vzduchová medzera môže byť utesnená alebo vetraná.

Zvážte prenos tepla zapečatené vzduchová vrstva.

Tepelný odpor vzduchovej vrstvy R al nemožno definovať ako odpor tepelnej vodivosti vzduchovej vrstvy, keďže k prenosu tepla cez vrstvu pri rozdiele teplôt na povrchoch dochádza najmä prúdením a sálaním (obr. 3.14). Množstvo tepla,

prenášaný tepelnou vodivosťou je malý, pretože koeficient tepelnej vodivosti vzduchu je nízky (0,026 W / (m ºС)).

Vo vrstvách je vo všeobecnosti vzduch v pohybe. Vo vertikále - pohybuje sa hore pozdĺž teplého povrchu a dole - pozdĺž chladu. Dochádza ku konvekčnému prenosu tepla a jeho intenzita sa zvyšuje so zvyšovaním hrúbky medzivrstvy, pretože sa znižuje trenie prúdov vzduchu o steny. Pri prenose tepla konvekciou sa prekonáva odpor hraničných vrstiev vzduchu na dvoch povrchoch, preto na výpočet tohto množstva tepla treba koeficient prestupu tepla α k znížiť na polovicu.

Na popísanie spoločného prenosu tepla konvekciou a tepelnou vodivosťou sa zvyčajne zavádza súčiniteľ prestupu tepla α "k konvekciou, ktorý sa rovná

α" k \u003d 0,5 α k + λ a / δ al, (3,23)

kde λ a a δ al sú tepelná vodivosť vzduchu a hrúbka vzduchovej medzery.

Tento pomer závisí od geometrický tvar a veľkosti vzduchových vrstiev, smer tepelného toku. Zovšeobecňovaním Vysoké číslo experimentálne údaje založené na teórii podobnosti M.A. Mikheev stanovil určité vzorce pre α "to. V tabuľke 3.5 sú napríklad hodnoty koeficientov α" to, ktoré vypočítal pri priemernej teplote vzduchu v r. vertikálna vrstva t \u003d + 10 ° C.

Tabuľka 3.5

Koeficienty prestupu tepla konvekciou vo vertikálnej vzduchovej medzere

Koeficient prestupu tepla konvekciou v horizontálnych vrstvách vzduchu závisí od smeru tepelného toku. Ak horný povrch vyhrievaný viac ako spodný, nebude takmer žiadny pohyb vzduchu, keďže teplý vzduch sústredené hore a studené - dole. Preto tá rovnosť

α" až \u003d λ a / δ al.

V dôsledku toho sa prenos tepla konvekciou výrazne znižuje a tepelný odpor medzivrstvy sa zvyšuje. Horizontálne vzduchové medzery sú účinné napríklad pri použití v izolácii pivničné stropy nad studenými podzemiami, kde prúdenie tepla smeruje zhora nadol.

Ak je tepelný tok nasmerovaný zdola nahor, potom existujú stúpajúce a klesajúce prúdy vzduchu. Významnú úlohu zohráva prenos tepla konvekciou a hodnota α" k sa zvyšuje.

Pre zohľadnenie vplyvu tepelného žiarenia sa zavádza súčiniteľ prestupu sálavého tepla α l (kap. 2, s. 2.5).

Pomocou vzorcov (2.13), (2.17), (2.18) určíme súčiniteľ prestupu tepla sálaním α l vo vzduchovej medzere medzi konštruktívne vrstvy murivo. Povrchové teploty: t 1 = + 15 ºС, t 2 = + 5 ºС; stupeň čiernosti tehly: ε 1 = ε 2 = 0,9.

Vzorcom (2.13) zistíme, že ε = 0,82. Teplotný koeficient θ = 0,91. Potom α l \u003d 0,82 ∙ 5,7 ∙ 0,91 \u003d 4,25 W / (m 2 ºС).

Hodnota α l je oveľa väčšia ako α "to (pozri tabuľku 3.5), preto sa hlavné množstvo tepla cez medzivrstvu prenáša sálaním. Aby sa tento tepelný tok zmenšil a zvýšil sa odpor vzduchu voči prenosu tepla vrstvou, odporúča sa použiť reflexnú izoláciu, to znamená potiahnutie jedného alebo oboch povrchov, napríklad hliníkovou fóliou (tzv. „výstuž“).Takýto náter sa zvyčajne umiestňuje na teplý povrch, aby sa zabránilo vlhkosti. kondenzácii, ktorá zhoršuje odrazové vlastnosti fólie.„Spevnenie“ povrchu znižuje sálavý tok asi 10x.

Tepelný odpor utesnenej vzduchovej medzery pri konštantnom teplotnom rozdiele na jej povrchoch je určený vzorcom

Tabuľka 3.6

Tepelný odpor uzavretých vzduchových priestorov

Hrúbka vzduchovej vrstvy, m	R al, m2 °C/W
pre horizontálne vrstvy s tepelným tokom zdola nahor a pre vertikálne vrstvy	pre horizontálne vrstvy s tepelným tokom zhora nadol
Leto	zima	Leto	zima
0,01	0,13	0,15	0,14	0,15
0,02	0,14	0,15	0,15	0,19
0,03	0,14	0,16	0,16	0,21
0,05	0,14	0,17	0,17	0,22
0,1	0,15	0,18	0,18	0,23
0,15	0,15	0,18	0,19	0,24
0,2-0.3	0,15	0,19	0,19	0,24

Hodnoty R al pre uzavreté ploché vzduchové medzery sú uvedené v tabuľke 3.6. Patria sem napríklad medzivrstvy medzi vrstvami hutného betónu, ktorý prakticky neumožňuje priechod vzduchu. Experimentálne sa ukázalo, že v murivo pri nedostatočnom vyplnení švíkov medzi tehlami maltou dochádza k porušeniu tesnosti, to znamená k prenikaniu vonkajšieho vzduchu do vrstvy a prudkému zníženiu jej odolnosti voči prenosu tepla.

Pri pokrytí jednej alebo oboch plôch medzivrstvy hliníkovou fóliou by sa jej tepelný odpor mal zdvojnásobiť.

V súčasnosti sú steny s vetrané vzduchová vrstva (steny s prevetrávanou fasádou). Sklopná odvetrávaná fasáda je konštrukcia pozostávajúca z obkladových materiálov a spodnej konštrukcie, ktorá je pripevnená k stene tak, aby medzi ochranným a dekoratívnym obkladom a stenou zostala vzduchová medzera. Pre dodatočná izolácia vonkajších konštrukcií sa medzi stenu a obklad inštaluje tepelnoizolačná vrstva, takže vetracia medzera ponechané medzi obkladom a tepelnou izoláciou.

Návrhová schéma vetranej fasády je znázornená na obrázku 3.15. Podľa SP 23-101 by hrúbka vzduchovej medzery mala byť v rozmedzí od 60 do 150 mm.

Konštrukčné vrstvy nachádzajúce sa medzi vzduchovou medzerou a vonkajším povrchom sa pri tepelnotechnickom výpočte nezohľadňujú. Preto tepelný odpor vonkajší obklad nie je zahrnutá v tepelnom odpore steny určenom vzorcom (3.6). Ako je uvedené v článku 2.5, súčiniteľ prestupu tepla vonkajšieho povrchu plášťa budovy s vetranými vzduchovými priestormi α ext pre chladné obdobie je 10,8 W / (m 2 ºС).

Návrh prevetrávanej fasády má množstvo významných výhod. V odseku 3.2 sa porovnávali teplotné rozvody v chladnom období v dvojvrstvových stenách s vnútornou a vonkajšou izoláciou (obr. 3.4). Stena s vonkajšou izoláciou je viac

„teplé“, pretože hlavný teplotný rozdiel sa vyskytuje v tepelne izolačnej vrstve. Vo vnútri steny nedochádza ku kondenzácii, nezhoršujú sa jej tepelno-tieniace vlastnosti, nie je potrebná ďalšia parozábrana (kapitola 5).

Prúdenie vzduchu, ktoré vzniká vo vrstve v dôsledku poklesu tlaku, prispieva k odparovaniu vlhkosti z povrchu izolácie. Treba si uvedomiť, že významnou chybou je použitie parozábrany na vonkajšom povrchu tepelno-izolačnej vrstvy, pretože bráni voľnému odvodu vodnej pary smerom von.