|
| |
  |
Главная » Книги и журналы 1 ... 8 9 10 11 12 13 14 ... 25 симость этой связи от градиента влажности, градиента температуры, начальной влажности. Для проверки этого положения были испытаны три колонки фильтровальной бумаги с разной начальной влажностью Uq в разных условиях неизотермического влажностного равновесия. В стационарных равновесных условиях в колонках установились различные перепады температуры и влажности. Но по одному показателю они были идентичны: потенциалы влажности равновесного состояния всех трех колонок были практически равны (разница не превышала 2 В). Кривые распределения равновесных влажностей и температуры по длине колонок, полученные после длительного их выдерживания, показаны на рис. II.6. Оказалось, что в столь разных условиях значения влагосодержания фильтровальной бумаги при одинаковых температурах практически совпадают (табл. II.1). Это подтверждает также зависимость f/ф.б от t, построенная по данным трех опытов (при Bconst), (рис. 11.11). Таким образом, опыты с тремя колонками подтвердили, что данному потенциалу влажности при известной температуре соответствует определенное влагосодержание фильтровальной бумаги. Этот результат оказывается достаточно убедительным, так как он получен при наличии различных градиентов потенциала влажности и температуры в сечениях трех колонок, имеющих различные значения начальной влажности. Требовало проверки положение о том, что условия однозначности зависимости влагосодержания от потенциала влажности при одинаковых температурах сохраняются при наличии стыков и контактов между слоями материалов.
10 20 60 ty Рис. 11.11. Зависимость влажности фильтровальной бумаги от температуры t в равновесных условиях при в около 40° В 1-3 - номера опытов по табл. II.1 Таблица ПЛ. Равновесное влагосодержание фильтровальной бумаги при разных температурах
 100х,мн Состояние влаги во влажном материале зависит только от потенциала влажности и температуры (см. формулу 11.32). Стыки и контакты между слоями материалов могут изменять интенсивность переноса влаги, но они не должны влиять на показатели состояния влаги в материале. Испытывали колонки из одного материала в состоянии неизотермического влажностного равновесия. Между термостатами закладывали колонки из газозолосилика-та и пенобетона с близкими начальными значениями влагосодержания и приблизительно одинаковыми перепадами температуры. Испытывали для каждого материала одну сплошную и три разрезные колонки. Одна из последних была собрана с листами фильтровальной бумаги между пластинами, вторая - с крошкой из материала, в третьей промежуточного материала между пластинами не было. Результаты опытов приведены в табл. И.2 и на рис. И.12. Как видно, кривые распределения влажности материалов во всех случаях довольно хорошо совпали независимо от принятых условий контакта на стыке. Вместе с 50 100)i,mm °-/; *-2; Н Рис. 11.12. Опыты со сплошной {1) и разрезными колонками из газосиликата (а) и пенобетона (б) без промежуточного материала между пластинами (2), с фильтровальной бумагой {3) и с крошкой материала {4) между пластинами /, 2, 3, 4-номера колонок по табл. II.2 Таблица II.2. Распределение влагосодержания пластин в колонках
Газосиликат, р = 710 кг/м^
Пенобетон, р = 678 кг/м^ о Сплошная С разрезами Разрезная с листочками фильтровальной бумаги Разрезная с крошкой из пенобетона
118° В тем было отхмечено, что время установления в колонках равновесного режима неодинаково, т. е. наличие стыков явилось дополнительным сопротивлением переносу влаги. В сплошной колонке без стыков равновесное влажностное состояние достигалось значительно быстрее. 0,25
и2 п,кг/кг 50 0,5 75 0,25 О О
50 100 x,мм 50 100х,мм 50 100х,ММ Рис. 11.13. Неизотермическое влажностное равновесие фильтровальной бумаги (а), газосиликата (б) и пенобетона {в) в трех смешанных разрезных колонках, собранных из разных материалов, при близких значениях потенциала влажности /, 2, 5--номера колонок по 1абл. П.З На трех других образцах, собранных из пластин пенобетона и фильтровальной бумаги, проверяли влияние степени сжатия колонки. Распределение влажности по длине колонок в условиях неизотермического влажностного равновесия и в этом случае (при сжатии силой 5, 10 и 15 кгс) незначительно различалось, хотя при увеличении силы сжатия время, в течение которого устанавливалось влажностное равновесие, заметно уменьшалось. Такие же результаты получены в опытах с газосиликатом. Требовалось также проверить, не влияют ли на влажностное состояние материала его контакты с другими материалами. В условиях неизотермического влажност-го равновесия пластины из разных материалов, собранные в разрезную колонку, должны иметь одинаковый потенциал влажности. в смешанных колонках, сосгавленных из разных пластин, каждому материалу при известной температуре должно соответствовать определенное влагосодержание независимо от того, пластины какого материала слева и справа находятся с ним в контакте, так как по длине колонки в установившемся состоянии потенциал влажности одинаковый. В условиях неизотермического влажностного равновесия испытывали смешанные разрезные колонки, собранные из пластин пенобетона, газосиликата и листов фильтровальной бумаги в разных сочетаниях (рис. 11.13, табл. 11.3). Условия опытов были подобраны так, что после установления влажностного равновесия потенциалы Таблица II.3. Влагосодержание пластин из разных материалов разрезных колонок в условиях неизотермического влажностного равновесия № колонки и значение потенциала влажности
влажности в колонках были приблизительно одинаковыми. Распределение температур по длине колонок было почти одинаковым, поэтому распределение влажности пластин из одного материала в разных колонках также должно было совпадать (дискретно по сечениям, где были пластины из данного материала). Независимо от того, как были собраны колонки, распределение влажности различных материалов по длине в установившихся условиях влажностного равновесия остается практически неизменным. Таким образом, серия опытов с колонками из различных материалов подтвердила, что потенциал влажности при известной температуре независимо от наличия или отсутствия контактов с другими материалами определяет влажностное состояние материала. Выше были изложены результаты экспериментальных исследований, подтверждаюших главный вывод, полученный на основе термодинамического анализа, о необходимости и правомерности использования потенциала влажности в качестве показателя состояния влаги в материале при построении теории влагопередачи через ограждения. 11.5. МЕТОД ОЦЕНКИ ВЛАЖНОСТНОГО СОСТОЯНИЯ ОГРАЖДЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ Влажностное состояние ограждений в процессе их работы в здании можно условно разделить на два характерных вида: эксплуатационное, соответствующее продолжительному периоду эксплуатации здания, и начальное, соответствующее первым годам эксплуатации после заселения здания (рис. П. 14). Эксплуатационное влажностное состояние ограждения наступает, когда влагосодержание материалов приближается к некоторому стабильному состоянию, равновесному относительно воздействующих на ограждение внутренней и наружной сред. Влагосодержание в этот период периодически изменяется в течение года около своего постоянного среднегодового значения, несколько возрастая в апреле-мае и понижаясь к концу осени. Зимой, в декабре-январе, значения влажности близки к средним за год. Теплотехнический расчет ограждений и подсчет теплопотерь помещениями выполняют для расчетного зимнего периода, который обычно приходится на январь. Поэтому теплофизические характеристики материалов (которые зависят от их влажности) ограждения нужно выбрать исходя из данных об установившейся среднегодовой их влажности. Наиболее полно влажностный режим материалов ограждений может быть описан с помощью потенциала влажности О и относительного потенциала ф^, пользуясь которыми можно оценить влажностное состояние  Рис. 11.14. Схема изменения средней влажности материала в ограждении с начала эксплуатации здания внутреннего воздуха помещения, самих материалов и комплексное влажностное воздействие наружной среды на ограждение. Материал, подвергаясь тепловлажност-ному воздействию окружающей среды, приобретает некоторую равновесную этой среде влажность. Она соответствует определенным значениям в, t или ф^. Следовательно, влажностное воздействие среды может быть определено по равновесной влажности, которую приобретает в этих условиях материал, и измерено с помощью 9, / и ф^ . В условиях стационарной влагопередачи ограждение имеет некоторое равновесное совместному действию внутренней и наружной сред влажностное состояние. В однослойном ограждении, если принять условия влагопроводности и влагообмена на поверхностях одинаковыми, среднее значение потенциала влажности толщи ограждения равно е,=5£± . (11.41) где вв и Он - потенциалы влажности соответственно внутренней и наружной сред. Эксплуатационная влажность материалов в ограждении, необходимая для расчета теплопередачи, равна среднегодовому значению в условиях установившихся периодических изменений воздействий окружающих сред. Для расчета средних за период условий достаточно рассмотрение стационарной влагопередачи. Зависимость (11.41) можно использовать для определения наиболее сложной характеристики процесса - среднегодового значения потенциала наружной среды вн-2ет-0в. (11.42) Величину 6в в (11.42) достаточно точно можно принять равной среднему за год значению потенциала влажности внутренного воздуха (см. рис. П.5). Имеются данные натурных наблюдений за влажностью однослойных кирпичных, шлакобетонных и подобных им стен зданий (во многих географических районах), эксплуатируемых длительное время. По этим данным можно, зная среднегодовые значения температуры и влажности материала толщи ограждения, определить потенциал влажности 9т [необходимый для расчета по (11.42)] с помощью зависимости t/(9, /). Воспользуемся предложенным В. М. Ильинским [16] делением территории Советского Союза на три характерные влажностно-климатические зоны (карта трех основных влажностных зон территории Советского Союза приведена в СНиП). Для каждой зоны характерен определенный уровень влажностного воздействия наружной среды на ограждение зданий. Этот уровень воздействия для территории всей зоны может быть установлен по отдельным географическим пунктам, расположенным в данной зоне. Примем в качестве опорных пунктов Ленинград, расположенный во влажной зоне, Москву - в зоне нормальной влажности и Иркутск - в сухой зоне. Для этих городов Б. Ф. Васильевым приведена среднегодовая влажность кирпичных стен для зданий, длительное время находившихся в эксплуатации. С помощью зависимости С/к (6, t) для красного кирпича (рис. 11.15), зная среднегодовые значения влажности С/к и температуры кирпичных стен зданий, можно найти 0т. В табл. II.4 приведены данные ©в и вт, по которым рассчитаны 6н-значения потенциала влажности наружной среды. К зонам одинакового влажностного воздействия на ограждения относятся районы с различными температурными условиями. В связи с этим потенциал влажности 0н наружной среды заметно изменяется внутри зоны. Учитывая это обстоятельство, для оценки уровня воздействия на ограждения наружного климата отдельных иf, к г/к г Рис. 11.15. Зависимость t/jeo для красного кирпича с нанесенными на нее значениями равновесных среднегодовых влажностей кирпичных стен / - среднегодовая влажность кирпичных стен в Ленинграде; 2 - то же, в Москве; 5 ~ в Иркутске; цифры па кривых - температура, °С  влажностных зон удобно использовать шкалу относительного потенциала влажности. Если измерить этот уровень в шкале для географического района, расположенного в определенной влажностной зоне, то это значение ф^ можно распространить на всю зону, для н которой он будет постоянным. В табл. II.4 приведены значения ф^ для трех влажностно-климатических зон н И использованные для этого данные о 9н и /н и о тепло-влажностном состоянии внутренней среды и материала однородного кирпичного ограждения. Относительный потенциал ф! влажностного воздействия на ограждения наружного климата- сложный показатель. Он учитывает среднее за год суммарное действие на ограждение не только температуры, влажности наружного воздуха, но и осадков, скорости и направления ветра, солнечной радиации и др., т. е. всех характеристик наружной среды, влияющих на влажност- Таблица 11.4. Относительный потенциал влажности наружной среды нормативных влажностных зон
ное состояние ограждений. Потенциал влажности Он для любого района внутри зоны можно вычислить по и среднегодовой температуре наружного воздуха в этом районе, пользуясь зависимостями ф^С^/ф.б) и f/ф.б (6, О (см. рис. П.4 и П.7). В табл. П.4 потенциал 0в принят для жилых помещений. В общем же случае влажностное состояние в помещении, воздействующее на ограждение, следует также оценивать в шкале относительного потенциала влажности. Средние за год параметры внутреннего воздуха в помещениях зависят от их назначения и в определенной мере от места расположения здания. Оценивая влажностное состояние различных помещений с помощью величины , можно по фактическим данным в О tB определить потенциал влажности 6в их внутренней среды. В табл. П.5 приведены значения ф^ , полученные расчетом для помещений четырех градаций влажностного режима, принятых в нормах. Зная 9в и 9в , можно определить среднегодовое эксплуатационное влажностное состояние любого слоя материала многослойного ограждения. Потенциал влажности слоя ограждения, соответствующий этому состоянию, равен: сл = %-К-ся (вв-е^), (11.43) где i?B-cл - относительное сопротивление влагопередаче, равное отношению сопротивления влагопередаче от внутренней среды до середины рассматриваемого слоя к общему сопротивлению влагопередаче ограждения. 1 ... 8 9 10 11 12 13 14 ... 25 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||