Ćwiczenie projektowe nr 2 z „BUDOWNICTWA OGÓLNEGO”

1. Ustalenia Struktury i technologii wykonania przegród zewnętrznych. Obliczenia wartości współczynnika przenikania ciepła „U₀” przegród.

1. Dobranie układu warstw przegród

• Przegroda (ściana zewnętrzna)

tynk cementowo - wapienny pustaki żużlobetonowe ALFA połówki styropian pustaki żużlobetonowe ALFA tynk cementowo - wapienny

1,5 cm 10 cm 5 cm 24 cm 1,5 cm

1. Obliczenie wartości współczynnika ciepła „U₀”.







R_si - opór przejmowania ciepła od wewnątrz


R_se - opór przejmowania ciepła od zewnątrz


d_n - grubość n - tej warstwy przegrody


λn - obliczeniowy współczynnik przewodzenia ciepła

1.2.1. Zestawienie wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ dla materiałów:

Materiał	dn	λ
tynk cem. - wap.	0,015	0,82
pustak ALFA (połówka)	0,1	0,47
styropian	0,05	0,045
pustak ALFA	0,24	0,47
tynk cem. - wap.	0,015	0,82




2.Sprawdzenie możliwości roszenia na powierzchni wewnętrznej przegrody

t_i = 25^oC - temperatura obliczeniowa powietrza po cieplejszej stronie przegrody

t_e=-16^oC - temperatura obliczeniowa powietrza po chłodniejszej stronie przegrody (dla Szczecina - strefa I)

R_c=1,866 (m^2.K/W) - opór przenikania ciepła ściany

R_i=0,12 (m^2.K/W) - opór przejmowania ciepła

ϕ_i=75% - wilgotność powietrza w pomieszczeniu

Temperatura na powierzchni ściany od strony pomieszczenia:




Dla t_i=25^oC wartość ciśnienia paty wodnej nasyconej w powietrzu p_si = 3169 Pa. Ciśnienie cząstkowe pary wodnej zawartej w tym powietrzu:


→ t_s=20,2^oC

t_s=20,2^oC < ϑ_i=22,363^oC

Na powierzchni przegrody od strony pomieszczenia nie wystąpi kondensacja pary wodnej.

3. Sprawdzenie możliwości kondensacji pary wodnej wewnątrz przegrody.

ti=25^oC	te=-5^oC
ϕi=75%	ϕe=85%
psi=3169Pa	pse=401Pa

Ciśnienie cząstkowe pary wodnej w pomieszczeniu i na zewnątrz:




4. Ciśnienie pary wodnej nasyconej w skali oporów dyfuzyjnych




strefa kondensacji

powietrze pustak ALFA styropian pustak ALFA powietrze

tynk tynk




Materiał warstwy	grubość warstwy	współczynnik		opór cieplny warstwy	różnica temperatur na powierzchniach				temperatura na powierzchni warstwy				ciśnienie pary nasyceonej na powierzchni warstwy				opór dyfuzyjny	różnica ciścnień na powierzchni warstwy				ciśnienie cząstkowe na powierzchni warstwy
																										przewodności cieplnej	przepuszczalności pary wodnej
		d	λ	δ						ϑ				ps									p, pk
		m	W/m^.K	g/m^.h^.Pa	m^2.K/W	^oC				^oC				Pa				m^2.h^.Pa/g	Pa				Pa
	powietrze wewnętrzne				0,120	1,772	1,477	1,182	1,737	25	25	25	25	3169	3169	3169	3169	27	8	7	6	8	2377	2377	2377	2377
																							23,23	23,52	23,82	23,26	2845	2897	2950	2845						2369	2370	2371	2369
	tynk cem.-wap.									0,015	0,82	45^.10^-6	0,018	0,270	0,225	0,180	0,265																										333	95	87	76	94
																															22,96	23,30	23,64	23,00	2794					2863	2915	2810						2274	2283	2294	2275
	pustak ALFA									0,24	0,47	150^.10^-6	0,511	7,542	6,285	5,028	7,391																										1600	456	416	367	452
																															15,42	17,01	18,61	15,61	1750					1937	2145	1773						1818	1867	1928	1823
	styropian									0,05	0,045	12^.10^-6	1,111	16,411	13,676	10,941	16,083																										4167	1188	1084	955	1177
																															-1,00	3,34	7,67	-0,48	543					776	1052	587						630	783	973	646
	pustak ALFA									0,10	0,47	150^.10^-6	0,213	3,143	2,619	2,095	3,080																										667	190	173	153	188
																															-4,14	0,72	5,57	-3,56	432					645	907	452						440	609	820	458
	tynk cem.-wap.									0,015	0,82	45^.10^-6	0,018	0,270	0,225	0,180	0,265																										333	95	87	76	94
																															-4,41	0,49	5,39	-3,82	423					635	896	444						345	522	744	364
	powietrze na zewnątrz												0,040	0,591	0,492	0,394	0,579																										13	4	3	3	4
																							-5	0	5	-4,4	401	611	872	423						341	519	741	360

R_c=2,031 Σr_w=7140




We wnętrzu ściany wyliczone ciśnienie cząstkowe pary wodnej jest większe niż ciśnienie pary nasyconej w warstwie ściany. Oznacza to, że przy temperaturze -5^oC w obliczonej przegrodzie może wystąpić kondensacja pary wodnej. Dlatego też w następnym etapie obliczeń przyjęto, że temperatura powietrza t_e=0^oC. Dla tak przyjętej temperatury powietrza t_e=0^oC i ciśnienia cząstkowego p_e=519 Pa okazało się, że w obliczanej przegrodzie może wystąpić kondensacja pary wodnej. Ponownie zatem zwiększono temperaturę o 5^oC, przyjmując do obliczeń temperaturę t_e=5^oC. Przy tej temperaturze na wszystkich powierzchniach warstw przegrody obliczone ciśnienie cząstkowe pary wodnej są już mniejsze od ciśnienia pary nasyconej. Oznacza to, że temperatura przy której rozpoczyna się kondensacja jest zawarta w przedziale 0^oC<t'_e<5^oC




stąd t'_e=0,41^oC. Do dalszych obliczeń przyjąłem temperaturę początku kondensacji 0^oC. Dla tej temperatury dla I strefy klimatycznej średnią temperaturę powietrza okresu kondensacji t''_e=-4,4^oC; z=69. Zatem długość okresu kondensacji:


T_z=24^.z=24^.69=1656 h

W celu określenia strefy kondensacji i ilości kondensatu w przegrodzie obliczyłem ponownie rozkład ciśnień pary nasyconej i ciśnień początkowych w przegrodzie, ale już dla temperatury powietrza na zewnątrz przegrody równej średniej temperaturze okresu kondensacji t''_e i odpowiadającemu jej ciśnieniu cząstkowemu pary wodnej w powietrzu:




Obliczenie ilości kondensatu w przegrodzie w całym okresie kondensacji

Strefa kondensacji obejmuje część pustaka ALFA.

Ilość kondensatu powstającego w przegrodzie w całym okresie kondensacji określono jako:




gdzie:

W - ilość kondensującej się pary wodnej w przegrodzie [g/m²]

p_i - ciśnienie cząstkowe pary wodnej w pomieszczeniu [Pa]

p_e - ciśnienie cząstkowe pary wodnej za zewnątrz pomieszczenia [Pa]

p'_s - ciśnienie pary wodnej nasyconej na granicy stref kondensacji od zewnętrznej strony przegrody [Pa]

p''_s - ciśnienie pary wodnej nasyconej na granicy stref kondensacji od zewnętrznej strony przegrody [Pa]

r' - opór dyfuzyjny przegrody na powierzchni od strony pomieszczenia do granicy strefy kondensacji [m^2.h^.Pa/g]

r'' - opór dyfuzyjny przegrody na granicy strefy kondensacji do zewnętrznej powierzchni przegrody [m^2.h^.Pa/g]

T_z - długość okresu kondensacji (liczba godzin w roku ≤ od średniej temperatury powietrza na zewnątrz, przy której w przegrodzie zaczyna się kondensacja)

T_z = 1656 h; p_i = 2377 Pa; p_e = 360 Pa; p'_s = 584 Pa; p''_s = 423 Pa r' = 6100 m^2.h^.Pa/g r” = 630 m^2.h^.Pa/g


g/m²

Przyrost wilgotności w pustaku ALFA




Dopuszczalna wartość wilgotności dla pustaków ALFA Δu_max=2 %

Δu<Δu_max - Warunek jest spełniony

Obliczenie wysychania wilgoci skondensowanej w przegrodzie

Obliczenie średniej temperatury powietrza dla okresu wysychania:




Obliczenie średniej wilgotności względnej powietrza:




Obliczenie ciśnienia cząstkowego pary wodnej w powietrzu na zewnątrz




Obliczenie ciśnienia cząstkowego pary wodnej w powietrzu, w pomieszczeniu:




Obliczenie ciśnienia pary nasyconej
, oraz
na granicach stref kondensacji. W tym celu obliczam temperaturę na granicach stref kondensacji.


13,79^oC


24,88^oC

Ciśnienie pary nasyconej na granicy strefy kondensacji:


_s=1578 Pa
=3151 Pa

2

3

3

5




---