Строительная теплофизика. Расчёт наружных ограждений на возможность конденсации влаги. Тема 10

Если от технологической, грунтовой, атмосферной влаги имеется защита, то конденсирующаяся влага может быть и в толще ограждения и на ее внутренней поверхности.
Например, если подвергнуть охлаждению поверхность какого-либо предмета, находящегося в воздухе данной влажности, то при падении температуры этой поверхности соприкасающейся с ней воздух, охлаждаясь, будет конденсировать водяной пар на этой поверхности в виде мелких капель, образуя налет росы. Отсюда и название «точка росы», т.е. граница, с которой начинается конденсация влаги из воздуха.
На внутренней поверхности ограждения влага из воздуха будет конденсироваться, когда температура поверхности окажется ниже точки росы внутреннего воздуха. Явление конденсации влаги обнаруживается прежде всего в тех местах ограждения, в которых температура является минимальной: в наружных углах стен, в карнизных узлах, у стыков панелей, а также в нижней части стен первых этажей при недостаточном утеплении цоколя.

Рисунок 1. Условия конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения.

Условия конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения (рис 1.):
1. τвп < τр - конденсация на всей поверхности ограждения.
2. τвп > τр > τуг - конденсация в наружном углу, при отсутствии конденсации на остальной поверхности стены.
3. τвп > τр > τmin - периодическая конденсация. Связанная с понижением температуры внутренней поверхности ограждения в результате недостаточной теплоустойчивости.
Для определения τвп будем исходить из того, что падение температуры пропорционально термическому сопротивлению теплопередачи R.
(1)

(2)
из уравнения (2)
τВП = tВ – (tВ – tН)⋅n⋅(RВ /R0 = R0Ф); (3)
где tВ и tН - расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха;
n - коэффициент, уточняющий расчетную разность температур;
RВ - сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности;
R0Ф - фактическое сопротивление теплопередачи конкретной конструкции наружного ограждения.
Далее для сравнительной оценки необходимо определить τР по эмпирической зависимости (4):
τР = 20,1 - (5,75 - 0,00206 ⋅ e2), (4)
где е - действительная упругость водяных паров.

Кроме того τР можно определить по следующей методике:
1. Определяем относительную влажность воздуха в помещении
ϕ = (e /E)⋅100, %;
где Е - максимальная упругость водяных паров при данной температуре внутреннего воздуха.
Если известна ϕ внутреннего воздуха ϕв (она нормируется по специальным таблицам по отдельным помещениям), тогда
e = (ϕв/100)⋅E ;
2. Затем по психрометрической таблице по величине е находится соответствующая температура воздуха при максимальном насыщении водяных паров, которая и будет τР .
3. Делаем сравнение полученных значений τР с τВП , если
τР > τВП (2 - 3°) , то конденсации не будет.

1. Основной мерой против конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения является снижение влажности воздуха в помещении, что может быть достигнуто усилением его вентиляции.
2. Во избежание конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения достаточно повысить температуру его поверхности выше τР. Как видно из формулы (3), повышение температуры может быть достигнуто при увеличении R0Ф или уменьшением сопротивления тепловосприятию RB.
Уменьшение величины RB зависит от интенсивности движения воздуха около поверхности ограждения. Чем интенсивнее движение, тем меньше RB .
RВ = 1 – αВ ; αВ = αЛ + αК ;
где αК - коэффициент теплоотдачи конвекцией;
αЛ - коэффициент теплоотдачи теплоизлучением;
Меры против конденсации влаги
на поверхности ограждения

где Δt - температурный градиент Δt = tB - τB .
На этом основано применение вентиляции около наружных стекол и витрин в магазинах для устранения влаги на их поверхностях.
Наоборот, повышение RВ может стать причиной появления конденсата на внутренней поверхности у стен, заставленных мебелью и завешанных коврами.
3. Устанавливают дополнительные приборы и стояки систем отопления в наружных углах помещений.

Рисунок 2. Системы утепления наружных углов.
a) б) в)

Системы утепления наружных углов:
а) Скруглением наружного угла.
Внутренний радиус скругления R ≥ 50см. Скругление можно делать только по его внутренней поверхности (r), где R может уменьшится до 30 см. Δt снижается на 25%.
б) Устройство на наружной поверхности угла утепляющих пилястр (обычно в деревянных домах).
в) Скашивание угла при ширине скашивающей плоскости 25 см
снижает разность температур между гладью стены и наружным углом, по данным опыта, на 30%.
д) Стояки систем отопления повышают температуру в углу на 6°.
В то же время допускается конденсация влаги на внутренней поверхности ограждения с влажным режимом (бассейн, баня, прачечная, оранжереи, красильни и т.д.).