Сорбционное увлажнение
Пористые материалы обладают способностью поглощать влагу, содержащуюся в окружающем воздухе. Это явление носит название сорбци- онного (гигроскопического) увлажнения, которое протекает при отсутствии разности температур воздуха и материала. Количество сорбционной влаги зависит от вида материала, упругости водяного пара и температуры воздуха. В материалах с развитой пористой структурой (штукатурка, древесина) сорбционной влаги содержится больше, чем в материалах с более плотной
-39-
структурой (бетон, кирпич и т.д.). Повышение относительной влажности и понижение температуры воздуха способствуют ее увеличению. Зависимость между сорбционной влажностью материала и относительной влажностью воздуха определяется экспериментальным путем и изображается в виде изотерм сорбции. Для этого высушенные образцы материала помещают в эксикаторы с растворами серной кислоты различной концентрации и выдерживают до приобретения или постоянного веса. Изотермы сорбции показывают, что определенной влажности материала соответствует определенная упругость водяного пара в его порах. Т.е. для изменения упругости пара в порах материала необходимо изменить его влажность. У любого материала есть удельная пароемкость, т.е. это количество пара в граммах, которое необходимо сообщить 1 кг материала, чтобы повысить упругость пара в его порах на 1 Па. Эта величина не постоянна и зависит от температуры и упругости пара порах. Кроме того, повышение упругости возможно только до предела, которым является максимальная упругость водяного пара, соответствующая данной температуре. ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТЬ Воздухопроницаемостью называется свойство строительных материалов и ограждающих конструкций пропускать сквозь себя поток воздуха. Воздухопроницаемостью считают так же расход воздуха в кг, который проходит через 1 м2 ограждения за 1 час G, кг/(м2·ч). Воздухопроницаниемчерез ограждения или материалы называют процесс проникновения воздуха сквозь их неплотности. Проникновение воздуха снаружи внутрь помещений называется инфильтрацией, из помещения наружу – эксфильтрацией. Различают два вида неплотностей, через которые осуществляется фильтрация воздуха: поры строительных материалов и сквозные щели. Щели образуют стыки стеновых панелей, щели в переплётах окон и в местах прилегания окна к оконной коробке и т.д. Кроме сквозной поперечной фильтрации, при которой воздух проходит через ограждение насквозь в направлении, перпендикулярном поверхности ограждения, существует ещё два вида фильтрации – продольная и внутренняя [10]. Воздухопроницаемостью обладают все наружные ограждения, но в рас-чете тепловых потерь обычно учитываются только инфильтрация через окна, балконные двери и витражи. Нормы плотности остальных ограждающих конструкций исключают возможность сквозной воздухопроницаемости, ощу-тимо влияющей на тепловой баланс помещения.
-40-
Любая фильтрация воздуха возникает под воздействием перепадов пол-ных давлений воздуха ΔР, Па, с разных сторон ограждения. То есть, потен-циалом переноса воздуха через материалы и ограждения является разность давлений воздуха внутри здания и снаружи. Она объясняется, во-первых, различной плотностью холодного наружного воздуха и теплого внутреннего – гравитационной составляющей и, во-вторых, создающего положительное дополнительное давление в набегающем потоке с наветренной стороны и разрежение с подветренной – ветровой составляющей. Известно, что в столбе газа статическое гравитационное давление переменно по высоте. Гравитационное давление Ргр., Па, в любой точке наружного воздуха на высоте h от поверхности земли, равно
Ргр.= Ратм.- ρн·g·h, (77)
где Ратм- атмосферное давление на уровне условного поля отсчета, Па; ρн – плотность наружного воздуха, кг/м3; g – ускорение свободного падения, м/с. Ветровое давление Рветр., Па, в зависимости от направления ветра на разных поверхностях здания будет различным, что в расчетах учитывается аэродинамическим коэффициентом С, показывающим какую долю от динамического давления ветра составляет статическое давление на наветренном, боковых и подветренном фасадах. Избыточное ветровое статическое давление на здание пропорционально динамическому давлению ветра ρн·v2/2 при его скорости v, м/с. Скорости ветра измеряются на метеостанциях на высоте 10 метров от земли на открытой местности. В застройке и по высоте скорость ветра изменяется. Для учета изменения скорости ветра в различных типах местности и на разной высоте применяется коэффициент kдин.. Принимаются следующие типы местности: А – открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра; В – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 метров; С - городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 метров. Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется с наветренной стороны сооружения на расстоянии 30h – при высоте сооружения h до 60 метров и 2км – при большей высоте. В соответствии с вышесказанным ветровое давление на каждом фасаде равно Рветр=(ρн·v2/2)·c· kдин, (78) где с- аэродинамический коэффициент на расчетном фасаде; kдин- коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания, принимаемый по[11.]
-41-
По СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» для большинства зданий величина аэродинамического коэффициента на наветренной стороне равна сн=0,8, а на заветренной – сз= -0,6. Так как гравитационное и ветровое давления независимы друг от друга, для нахождения полного давления наружного воздуха Рнар на здание их складывают: Рнар = Ргр + Рветр = Ратм – ρн ·g·h + (ρн·v2/2)·c·kдин (79)
За условный ноль давления Русл, Па, принимается абсолютное давление на подветренной стороне здания на уровне наиболее удалённого от поверхности земли элемента здания, через который возможно движение воздуха ( вытяжная шахта на кровле). Русл= Ратм- ρн ·g·Н + (ρн·v2/2)·cз·kдин (80)
где сз- аэродинамический коэффициент, соответствующий подветренной стороне здания; Н – высота здания или высота над землей верхнего элемента, через который возможно движение воздуха, м.
Тогда полное избыточное давление Рн, Па, формирующееся в наружном воздухе в точке на высоте h здания, определяется по формуле:
Рн=Рнар- Русл= ρн ·g·(Н-h) + (ρн·v2/2)·(c -cз)·kдин (81)
В каждом помещении создается своё полное избыточное внутреннее давление Рв, которое складывается из давления, сформированного различным давлением на фасадах здания и гравитационного давления Ргр.в, Па. Так как в здании температура воздуха всех помещений приблизительно одинакова, внутреннее гравитационное давление зависит только от высоты центра помещения h:
Ргр.в= ρв ·g·(Н-h), (82)
где ρв- плотность внутреннего воздуха, кг/м3. Определение внутренних давлений в помещениях является задачей полного расчета воздушного режима здания, который довольно трудоёмок. Но для упрощения расчёта внутреннее давление Рв принято приравнивать к давлению в лестничной клетке. Разность наружного и внутреннего давлений по разные стороны ограждения на наветренном фасаде на любой высоте h равна:
ΔР = g·(Н-h)(ρн–ρв) + (ρн·v2/2)·(c -cз)·kдин –Рв (83)
Существует упрощённый метод расчёта внутреннего давления в здании. справедливый для зданий с равномерно распределёнными окнами на фасадах,
-42-
когда за условно постоянное внутреннее давление в здании принимается полу- сумма ветрового и максимального гравитационного давления по выражению
Рв= (H/2)(ρн-ρв)·g+(ρн·v2/2)(с-сз)·kдин /2 (84)
Разность давлений ΔР для окон одного фасада разных этажей будет отличаться только величиной гравитационного давления (первое слагаемое), зависящего от разности (H –h) отметок верхней точки здания, принятой за ноль отсчёта, и центра рассматриваемого окна.
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (307)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |