автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Метод инженерной оценки влажностного состояния современных ограждающих конструкций с повышенным уровнем теплозащиты при учете паропроницаемости, влагопроводности и фильтрации воздуха

На правах рукописи

Козлов Владимир Владимирович

МЕТОД ИНЖЕНЕРНОЙ ОЦЕНКИ ВЛАЖНОСТНОГО СОСТОЯНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ С ПОВЫШЕННЫМ УРОВНЕМ ТЕПЛОЗАЩИТЫ ПРИ УЧЕТЕ ПАРОПРОНИЦАЕМОСТИ, ВЛАГОПРОВОДНОСТИ И ФИЛЬТРАЦИИ ВОЗДУХА

Специальности: 05.23.01 — Строительные конструкции,

здания и сооружения 05.23.03 — Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004 г.

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук

Научный руководитель доктор технических наук Гагарин В.Г.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Александровский СВ.

кандидат технических наук, доцент Тертичник Е.И.

Ведущая организация - ГУП ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко

Защита состоится 30 июня 2004 г. в часов на заседании диссерта-

ционного совета Д 007.001.01 при Научно-исследовательском институте строительной физики по адресу: 127238, Москва, Локомотивный проезд, 21, светотехнический корпус. Тел. 482-40-76, факс 482-40-60.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-методическом фонде НИИ строительной физики

Автореферат разослан мая 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

В.К. Савин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы

Влажностный режим ограждающих конструкций определяет их эксплуатационные свойства, долговечность и экологичность. Проведение энергосбережения в строительстве вызвало быстрое развитие строительных технологий, использование новых конструктивных решений и материалов. Практически все современные наружные ограждающие конструкции выполняются многослойными, с применением эффективных теплоизоляционных материалов. Такие решения ограждений требуют более внимательного рассмотрения и учета их влажностного режима.

Современные методы прогнозирования влажностного режима ограждающих конструкций предполагают знание большого числа характеристик строительных материалов, использование специальных программ для ЭВМ и не дают проектировщику ясного представления о происходящих в конструкции влажно-стных процессах. Методы расчета, доступные широкому кругу инженеров и представленные в нормах, учитывают единственный механизм влагопереноса — паропроницаемость, что в ряде случаев явно недостаточно и может привести к ошибочным результатам. В частности, они не учитывают перенос жидкой влаги и фильтрацию влажного воздуха. Этим определяется актуальность разработки более общего инженерного метода расчета влажностного состояния ограждающих конструкций и последующего использования этого метода при прогнозировании теплозащиты ограждающих конструкций вследствие изменения влаж-ностного состояния материалов, из которых они состоят.

Основной целью работы является:

Разработка инженерного метода расчета влажностного состояния ограждающих конструкций, с учетом паропроницаемости, влагопроводности и фильтрации воздуха.

В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:

провести анализ разработанных ранее методов расчета влажностного режима ограждающих конструкций;

разработать потенциал влажности, который линеаризует уравнение стационарного влагопереноса и рассчитывается по традиционно определяемым влажностным характеристикам строительных материалов; составить математическую модель влагопереноса в ограждающей конструкции с использованием введенного потенциала, учитывающую паропро-ницаемость, влагопроводность и фильтрацию воздуха; разработать аналитический метод решения уравнений составленной математической модели при стационарных граничных условиях, с учетом переноса парообразной и жидкой влаги, а также фильтрации воздуха; разработать соответствующие инженерные методы оценки влажностного состояния ограждающих конструкций;

экспериментально исследовать теплофизические характеристики ряда строительных материалов, в вести расчеты зависи-

РОС. НАЦИОНАЛЬНА

БИБЛИОТЕКА ССИ-вОО

мостей потенциала влажности от температуры и влажности для материалов, применяемых в современном строительстве;

провести аналитические исследования влажностного режима ряда современных ограждающих конструкций. Научная новизна работы заключается в следующем:

введен потенциал влажности Р, и разработан метод его расчета по традиционно исследуемым характеристикам строительных материалов; предложена математическая модель влагопереноса в ограждающих конструкциях, использующая введенный потенциал и учитывающая влагопере-нос с фильтрующимся воздухом;

предложено уравнение для равновесных сверхсорбционных влажностей на стыке материалов в конструкции, полученное на основании теории стационарной влагопроводности;

разработан инженерный метод расчета влажностного состояния ограждающих конструкций, учитывающий паропроницаемость и влагопровод-ность и являющийся расширением на область сверхсорбционных влажно-стей материалов известного графоаналитического метода; разработан метод расчета координаты плоскости максимального увлажнения в ограждающей конструкции;

разработан метод расчета предельно допустимой величины фильтрации воздуха через ограждение не приводящей к критическому ухудшению влажностного состояния конструкции. Практическая значимость работы заключается в следующем: разработан инженерный метод расчета влажностного состояния ограждающих конструкций, учитывающий перенос парообразной и жидкой влаги;

разработан метод определения предельно допустимой воздухопроницаемости ограждающей конструкции;

экспериментально определены и проанализированы теплофизические характеристики ряда новых строительных материалов, в том числе особо легких бетонов;

составлены зависимости потенциала Р от температуры и влажности материала, для ряда строительных материалов;

проведены расчеты влажностного состояния ряда современных ограждающих конструкций с повышенным уровнем теплозащиты и сформулированы предложения по их совершенствованию. Внедрение результатов работы. Результаты работы использованы при разработке:

- Рекомендаций по составу и содержанию документов и материалов, представляемых для технической оценки пригодности продукции. Фасадные теплоизоляционные системы с воздушным зазором. М., Госстрой России, 2004;

- Альбома технических решений «Вентилируемые фасады системы ДИАТ», М., 2003.

Результаты работы непосредственно использованы при проетировании и ряда объектов.

Апробация работы.

Основные результаты работы доложены на: шестой научно-практической конференции (академические чтения) «Проблемы строительной теплофизики систем обеспечения микроклимата и энергосбережения в зданиях», Москва, НИИСФ, 2001; седьмой научно-практической конференции (академические чтения) «Актуальные проблемы строительной теплофизики», Москва, НИИСФ, 2002; восьмой научно-практической конференции (академические чтения) «Стены и фасады. Актуальные проблемы строительной теплофизики», Москва, НИИСФ, 2003;

научно-практической конференции «Проблемы развития архитектуры и градостроительства в городе Уфе», Уфа, Министерство строительства, архитектуры и дорожного комплекса республики Башкортостан, 2002.

Основное содержание диссертации опубликовано в статьях и докладах, всего в 10 печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы (136 наименовании) и приложений. Общий объем работы ¿.^ЗГстраниц, из них Sf иллюстраций, текст, включая таблицы, занимает страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе представлен анализ научных работ за последние 80 лет, посвященных исследованиям влажностного режима ограждающих конструкций. Отечественная школа теплофизиков в лице В.Д. Мачинского, О.Е. Власова, К.Ф. Фокина, Р.Е. Брилинга, А.У. Франчука, Э.Х. Одельского, Ф.В. Ушкова, В.Н. Богословского, А.В. Лыкова, СВ. Александровского, В.М. Ильинского, В.И. Лукьянова, Б.Ф. Васильева, А.И. Фоломина, А.П. Васьковского, В.Г. Гагарина, А.Г. Перехоженцева, Е.И. Тертичника и многих других разработала методы расчета влажностного режима ограждений и методы исследования влажност-ных характеристик строительных материалов.

Первым методом расчета влажностного состояния ограждающих конструкций был метод, опирающийся на модель перемещения водяного пара в конструкции при постоянных граничных условиях. Он был предложен К.Ф. Фокиным в конце 20-х годов. Метод позволял определять зону конденсации в ограждающей конструкции и рассчитывать влагонакопление при стационарных граничных условиях, он учитывал перенос влаги только паропроницаемостью с постоянным коэффициентом. Этот метод получил развитие в работах Э.Х. Одельского (расчет воздухопроницаемых покрытий), A.M. Шкловера, В.М. Ильинского (выбор граничных условий), Ф.В. Ушкова (метод фокусов для расчета многослойных ограждений), А.У. Франчука (для аналитического расчета требуемого сопротивления паропроницанию). Этот метод входил в СНиП «Строительная теплотехника» в качестве раздела «Сопротивление паропрони-цанию ограждающих конструкций» и не изменялся с 60-х годов XX века. Метод, аналогичный предложенному К.Ф.Фокиным, был разработан в ФРГ в кон-

це 50-х годов Н. Glaser'oM, который, вопреки сложившееся к тому времени системе понятий, использовал другое определение паропроницаемости. Он послужил основой для раздела «Защита от конденсации влаги в строительных конструкциях» немецких норм DIN 4108. В настоящее время метод Н. Glaser'a включен в нормы некоторых Западноевропейских стран.

Одновременно значительное развитие получили методы расчета нестационарного влажностного режима ограждений, которые учитывают различные механизмы влагопереноса (диффузию пара, изотермический перенос жидкой влаги, термовлагопроводность и т.д.), состояние влаги в строительных материалах (сорбционное и десорбционное увлажнение, содержание незамерзшей воды и т.д.) и нестационарность граничных условий (переменная температура и влажность воздуха, увлажнение конструкции жидкой влагой) Эти методы требуют знания многих характеристик строительных материалов и не позволяют неспециалисту понять особенности происходящих в конструкции процессов. Их практически невозможно использовать без ЭВМ, поэтому они реализованы в виде программ и позволяют проводить расчеты влажностного режима ограждающих конструкций в многолетнем цикле эксплуатации. В главе рассмотрены математические модели влагопереноса, используемые в нестационарных методах расчета.

По аналогии с термодинамикой для учета разнообразных механизмов влагопереноса в начале 1950-х годов В.Н. Богословским было введено понятие «потенциал влажности». Идея потенциала влажности, как единой меры увлажнения различных материалов оказала большое влияние на дальнейшее развитие исследований влагопереноса в материалах и конструкциях. Она была реализована в работах А.Г. Перехоженцева, K.Kieß'n и др. для расчета нестационарного влажностного режима конструкций.

В.Г.Гагариным методами векторного анализа показана неоднозначность определения потенциала влажности и доказано, что влагоперенос, учитываю -щий паропроницаемость и влагопроводность может быть описан при помощи следующего потенциала влажности:

о

Такой подход открывает возможности построения потенциала влажности и расчета соответствующих характеристик на основании традиционно исследуемых в строительной теплофизике показателей строительных материалов.

Рассмотрены основные методики экспериментального определения влажностных характеристик строительных материалов. Одним из наиболее противоречивых является вопрос о равновесных влажностях на стыке материалов. Предложенные разными авторами методы расчета этой влажности дают не совпадающие, иногда противоположные по смыслу, результаты.

Необходимость модернизации существующих методов инженерной оценки влажностного состояния ограждающих конструкций вытекает из того, что физическая модель, лежащая в их основе учитывает единственный механизм влагопереноса - движение пара под действием градиента парциального давления. Этот, безусловно, важнейший механизм влагопереноса не единствен-

ный. Неучет остальных механизмов влагопереноса и другие упрощения приводят к ограничению области применимости существующих инженерных методов. Для конструкций с материалами с большими коэффициентами влагопроводно-сти (кирпич, ячеистый бетон, пеногипс) эти методы применимы лишь для сорб-ционных влажностей материалов. Для современных конструкций со значительной воздухопроницаемостью (кладка из блоков), с вентилируемыми фасадными системами они неприменимы вовсе.

Проведенный анализ показал необходимость инженерного метода оценки влажностного состояния ограждающих конструкций, учитывающего механизмы переноса влаги влагопроводностью и фильтрацией воздуха.

Выполненный обзор позволил сформулировать задачи исследования.

Во второй главе диссертации рассматривается математическая модель влагопереноса. Проводятся ее преобразования, направленные на разработку инженерного метода расчета влажностного состояния конструкций.

Проведена оценка величин потоков влаги в конструкции. Получено, что поток парообразной влаги, обусловленный градиентом давления водяного пара, поток жидкой влаги, обусловленный градиентом влажности материала и поток влаги переносимой фильтрующимся воздухом сравнимы по величины. Перенос жидкой влаги, обусловленный градиентом температуры, в условиях, характерных для эксплуатации ограждающих конструкций, незначителен по сравнению с указанными потоками. Уравнение влагопереноса в материале ограждающей конструкции, имеет вид:

(2)

Первое слагаемое в правой части представляет собой поток влаги, обусловленный градиентом парциального давления водяного пара, второе слагаемое — поток жидкой влаги, обусловленный градиентом влажности, третье слагаемое — поток влаги, обусловленный градиентом давления воздуха.

Выражение для потока влаги, обусловленного фильтрацией воздуха в (2), получено на основании уравнения:

Уравнение (3) в принятых в строительной физике обозначениях принимает следующий вид:

С учетом рассматриваемых механизмов влагопереноса условия влагооб-мена на границах ограждающей конструкции записаны в следующем виде:

Индексы «в» и «н» обозначают внутреннюю и наружную поверхность ограждающей конструкции соответственно.

Условия на стыках различных материалов в конструкции следующие:

-равенство потоков влаги: (ц-&ас1(е)+1000р-2Гси1(™)-6,14-е-С\ „ =

= (р■ ягаа{е)+1000р■ &ск1{у»0-6,14 е-(6)

- уравнение равновесной влажности материалов:

= (7)

Уравнение равновесия влажностей на стыке материалов (7) записано в наиболее общем виде, так как оно требует уточнения.

Начальные условия принимаются в зависимости от решаемой задачи.

Вместе с уравнением влагопереноса (2) уравнения (5) - (7) составляют математическую модель влагопереноса в ограждающей конструкции.

Рассмотренное уравнение (2) линеаризуется при помощи потенциала влажности вида (1), однако он измеряется в единицах плотности потока влаги, что затрудняет использование аналитического решения уравнения. Предложен потенциал влажности, который позволяет линеаризовать правую часть уравнения (2) и изменяется в елиниттах давления:

103 "

\р(д)ад + Е{т)ср^) (8)

№ о

Очевидно, что это потенциал влажности, так как он зависит только от свойств материала. Предложено называть такой потенциал — потенциалом Р.

Введено эквивалентное дополнительное давление, Н, Па, обусловленное влагопроводностью материала, которое определяется формулой: 1П3 "

Мм>) = !—\р(д)(1д (9)

№ о

Градиент эквивалентного дополнительного давления определяет поток жидкой влаги в материале численно равный потоку парообразной влаги, обусловленному таким же по величине градиентом парциального давления водяного пара. По аналогии с относительным давлением водяного пара введено понятие относительного дополнительного давления:

(10)

н

тц&Н=к(\\>та) - максимальное эквивалентное дополнительное давление, Па.

В рамках теории стационарной влагопроводности выведено условие равновесия влажностей на стыке двух материалов в сверхсорбционной зоне: Введение относительного дополнительного давления позволило получить единое условие на стыке двух материалов, как в сорбционной, так и в сверхсорб-ционнойзоне:

[<Р,=<Р3

(11)

Следует отметить, что как введенный потенциал так и максимальное эквивалентное дополнительное давление Н, являются индивидуальными для каждого материала. Относительное дополнительное давление, позволяет со-

отнести равновесные влажности материалов и построить изотермы кото-

рые являются аналогом изотерм сорбции м»(ф). Потенциал влажности Р, можно представить формулой:

Р(м>,Т) = Н-ц/(ъ>)+Е{т)-<р{™) (12)

В диссертации проведено исследование свойств потенциала Р. Разработан метод построения шкалы потенциала Р по традиционно используемым в строительной теплофизике характеристикам материала. Для построения зависимости потенциала р от влажности и температуры, необходимо знание коэффициентов паропроницаемости, влагопроводности и изотермы сорбции или десорбции водяного пара материала.

Для разработки инженерного метода принятая математическая модель влагопереноса сформулирована для одномерного стационарного случая с использованием потенциала Р. При этом уравнение влагопереноса имеет вид:

<1х

14-е-в

= 0

(13)

Выполнено упрощение уравнений математической модели. Введены понятия эффективных сопротивлений влагообмену, Я„' и К,', и эквивалентных потенциалов воздуха, Р„ и Рп на границах ограждающей конструкции сделан переход от переменной х - координаты плоскости в конструкции, к переменной Р?(х) - сопротивлению паропроницанию слоя конструкции до той же плоскости.

Эффективные сопротивления влагообмену на границах конструкции определяются по формулам:

1Т = ± + б>14.С ±Г = ±-.6,14-0 (14)

Д. к- Е. к-

Эквивалентный потенциал воздуха определяется как потенциал материала, при котором отсутствует влагообмен на границе конструкции с воздухом. Т.е.

Р. = [е. + Ю00Ял] К = [е. + ЮООя.Я.)

(15)

Из определения следует, что формулы (15) имеют смысл только для эквивалентных потенциалов, которые меньше давления насыщенного водяного пара при температурах на границах ограждающей конструкции.

В"(х) — сопротивление паропроницаемости части конструкции, расположенной между наружным воздухом и плоскостью с координатой х, м2-ч-Па/мг,

^ м,

мт

(16)

где т — номер слоя конструкции содержащего точку с координатой х.

Для удобства записи уравнений введено обозначение Н=1С(х)-Кн.

Переход к новой переменной позволил получать решения уравнения (13) в линейном виде, что в свою очередь позволило существенно упростить как поиск, так и дальнейшее использование аналитических решений описанной математической модели влагопереноса.

Математическая модель влагопереноса принимает следующий вид.

Уравнение влагопереноса:

—--6,\Л-е-и =0 (17)

Граничные условия на наружной и внутренней поверхностях соответственно:

<т

««и я

>еннеи поверхностях с

5 л. I

(18)

Условия на стыке материалов:

ЁБ. Ж

<т

(19)

(20)

В зоне сорбционных влажностей материалов условие (20) записывается:

В зоне сверхсорбционных влажностей условие (20) записывается:

Сформулированная математическая модель влагопереноса с использованием предложенного потенциала влажности (17) — (22), позволила перейти к разработке методов расчета и оценки влажностного состояния ограждающих конструкций.

Третья глава диссертации посвящена решению уравнений сформулированной математической модели. На основании полученных решений разработан графический метод расчета распределения влажности по толщине ограждающей конструкции, анализируется влажностный режим и выводятся критерии удовлетворительности влажностного режима.

В стационарном одномерном случае уравнение влагопереноса без учета фильтрации воздуха принимает вид:

сЯг

= 0

(23)

(24)

Общее решение такого уравнения — это линейная функция:

Из граничных условий требуется найти коэффициенты/! 'и В'.

В главе описан алгоритм нахождения распределения потенциала Р по конструкции и перехода от этого распределения к распределению влажности для любых конкретных условий.

В ряде случаев задача упрощается и удается выписать частные решения в общем виде.

При влажности материалов на стыке меньше максимальной сорбционной из условий (19) и (21) следует, что решение в координатах сопротивления па-ропроницаемости не претерпевает разрывов или переломов, т.е. линейно. Это означает, что неизвестными являются только два коэффициента кото-

рые находятся при решении системы из двух алгебраических уравнений, дос-

тавляемой граничными условиями. Решение этой системы уравнений приводит к следующим вариантам распределения потенциала Т7 в конструкции:

- если влажность материалов на границах ограждения меньше соответствующих максимальных сорбционных:

■«о

(25)

- если влажность материала на наружной границе ограждения больше

максимальной сорбционной:

— (26)

Формулы (25) и (26) позволяют упростить расчет распределения потенциала F и сформулировать аналог графоаналитического метода К.Ф.Фокина, дополнительно учитывающий процессы влагопроводности и увлажнения ограждающей конструкции жидкой влагой.

Если влажность материалов превосходит максимальную сорбционную лишь на одном стыке, решение претерпевает в месте стыка разрыв и требуется найти три коэффициента А', В/мВ2', которые находятся при решении системы из трех алгебраических уравнений, формируемой граничными условиями и условием на стыке материалов. Решение этой системы уравнений приводит к следующим вариантам распределения потенциала Р в конструкции:

- если влажности материалов на границах ограждения меньше соответствующих максимальных сорбционных:

(27)

если влажности материалов на наружной границе ограждения больше максимальной сорбционной:

Полученные решения (25) - (28) используются в пятой главе диссертации для расчета влажностного режима ряда ограждающих конструкций.

Учет фильтрации воздуха через конструкцию приводит к усложнению уравнения влагопереноса. Однако в одномерном стационарном случае оно интегрируется. Благодаря проведенным преобразованиям (14) — (16) граничные условия при учете фильтрации не усложняются.

Вид общего решения уравнения (17) зависит от влажности материала.

Для влажностей материалов меньше максимальной сорбционной общее решение имеет вид:

Р = Сйе

(29)

6,14 в

Для влажностей материалов больше или равных максимальной сорбци-онной общее решение имеет вид:

F =

(30)

М О М

Коэффициенты Са и С& в уравнениях (29), (30) находятся из граничных условий и условий на стыке материалов.

В точках перехода от сверхсорбционных влажностей материала к сорб-ционным (переход с одного вида решения к другому) добавляются условия непрерывности потенциала Б и потока влаги. С учетом непрерывности температуры, давления водяного пара и потока воздуха эти условия принимают вид: -условие непрерывности потенциала р

(31)

сорб сеерхсорб

- условие непрерывности потока влаги

ак

сорб

сЬ

(32)

В диссертации описан алгоритм нахождения распределения потенциала по толщине конструкции и перехода от этого распределения к распределению влажности для любых конкретных условий.

Если влажность ни на одном из стыков материалов в конструкции не превосходит максимальной сорбционной, задача получает существенное упрощение и удается выписать часть решения в общем виде. Решение соответствующей системы уравнений приводит к следующим вариантам распределения потенциала в конструкции:

- если влажности материалов на границах ограждения меньше соответствующих максимальных сорбционных:

-1

F =

я.. к 1

к.

(33)

6,14 ОЯ,

-1

если влажности материалов на наружной границе ограждения больше максимальной сорбционной решение в области ограждения с сорбцион-ной влажностью материала находится по формуле:

—-"г (34)

Л О

Из формул (33) и (34) видно, что учет фильтрации воздуха через ограждающую конструкцию приводит к переходу от линейных решений к экспоненциальным. В работах Ф.В.Ушкова показано, что стационарное распределение

температуры по толщине ограждающей конструкции при учете влияния фильтрации воздуха также является экспоненциальным:

„0,279ОД" _ J

0,2790Я0

-('.-О

(35)

е--------- _ 1

Формулы (33) и (35) по своей структуре аналогичны. Так как оба процесса «экспоненциальны», можно приближенно сравнить их интенсивность, сравнивая коэффициенты в показателях экспоненты. Для этого вводится коэффициент е равный отношению коэффициента в показателе экспоненты для распределения температуры к коэффициенту в показателе экспоненты для распределения потенциала Причем коэффициенты берутся при безразмерных переменных.

£ = -

0,279/?

= 0,0454^-К

(36)

6,14«;

Чем меньше введенная характеристика е, тем меньше влияние фильтрации воздуха на перенос тепла по сравнению с влиянием на влагоперенос. При одинаковой величине термического сопротивления конструкции и сопротивления паропроницаемости, без сопротивлений влагообмену на границах, интенсивность влияния фильтрации на распределение температуры по конструкции в 22 раза слабее, чем влияние фильтрации на распределение парциального давления водяного пара.

Для каждой конкретной ограждающей конструкции коэффициент Е имеет свое значение, однако можно с уверенностью сказать, что для подавляющего большинства конструкций он мал и влияние фильтрации воздуха на влажност-ный режим на порядок сильнее, чем на тепловой режим конструкции.

На основании свойств потенциала предложен метод определения координаты плоскости наибольшего увлажнения, он основан на решении уравнения

Из полученного соотношения выводится уравнение для координаты

плоскости наибольшего увлажнения конструкции. При этом возможны два случая:

Если на поверхностях ограждающей конструкции влажность меньше максимальной сорбционной, то координата плоскости наибольшего увлажнения находится из уравнения:

Т2_с %{Т.-ТИ) ц Е А

Если на наружной поверхности ограждающей конструкции влажность больше максимальной сорбционной, то координата плоскости наибольшего увлажнения находится из уравнения:

Т2_с К(т.-тн) М

(37)

(38)

Т2

Зависимость — от температуры протабулирована (табл.1). Таким обра-Е

зом, с учетом формул (37) или (38) по таблице 1 находится температура в точке максимума влажности, а значит и координата точки максимума влажности, так как они однозначно связаны и при расчете влажностного состояния конструкции распределение температуры считается известным.

Таблица 1.

Зависимость величины ^ /р от температуры.

г,° с Т2 — ,К2/Па Е г,-с Г3 — ,К2/Па Е Т,°С Т2 —, К2/Па Е

-30 1554 -12 313,9 6 83,25

-27 1187 -9 245,4 9 69,27

-24 898,6 -6 193,2 12 57,89

-21 682,8 -3 153.15 15 48,65

-18 520,2 0 121.98 18 41,03

-15 403,4 3 100.36 21 34,74

Знание координаты максимума влажности в конструкции позволяет нормировать влажностный режим, не рассчитывая всего распределения влажности по толщине конструкции, а находя максимальную влажность в конструкции и сравнивая ее с критической влажностью. Такой подход позволил выработать ограничения на характеристики конструкции для различных случаев. Наибольший интерес представляет ограничение на воздухопроницаемость конструкции. При этом введено понятие критической воздухопроницаемости конструкции, т.е. воздухопроницаемости при превышении которой влажностный режим конструкции становится неудовлетворительным. В безразмерных параметрах ограничение на воздухопроницаемость конструкции имеет вид: е'"г •

ег-1

йй (39)

F )

где: В = Г = -6,14-С.р-Щ К = (40)

Анализ неравенства (39) показывает, что выражение, стоящее в левой части уравнения, изменяется в пределах от к до 1. Соответственно, если , то влажностный режим конструкции не представляет проблем и может считаться, безусловно, благоприятным, если , то влажностный режим конструкции является неблагоприятным и нуждается в улучшении. В случае промежуточных значений Д влажностный режим конструкции зависит от величины воздухопроницаемости конструкции, если она больше критической воздухопроницаемости, то конструкция нуждается в улучшениях. Критическая воздухопроницаемость находится путем решения уравнения (39). Для облегчения поиска решения, корни уравнения (39) в зависимости от О и к сведены в табл. 2.

Таблица 2.

Значения корней уравнения (39), Г, при различных значениях параметров Ри к.

Значения £> Значения корней у равнения Г, при значениях к

0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

0,1 1,71

0,2 4,4 1,84

0,3 7,13 3,43 1,14

0,4 10,22 5,1 2,2 0,91

0,5 13,86 6,9 3,28 1,8 0,82

0,6 18,33 9,2 4,5 2,75 1,67 0,81

0,7 24,1 12 6 3,85 2,62 1,69 0,87

0,8 32,2 16,1 8 5,3 3,81 2,77 1,9 1,04

0,9 46,1 23 11,5 7,66 5,7 4,4 3,4 2,5 1,51

0,95 59,9 30 15 10 7,5 5,9 4,74 3,75 2,75

На основе найденных решений уравнений влагопереноса, разработанной методики определения координаты плоскости максимального увлажнения материалов в ограждающей конструкции и введенного понятия критической воздухопроницаемости вместе с методикой ее определения, предложен инженерный метод оценки влажностного режима ограждающей конструкции, блок-схема которого представлена на рис.1.

Четвертая глава диссертации посвящена экспериментальному определению теплофизических характеристик и построению зависимостей потенциала влажности от влажности и температуры для ряда строительных материалов, наиболее часто используемых в современных ограждающих конструкциях. Кроме того, были выполнены достаточно полные исследования теплофизических свойств сравнительно новых материалов - модифицированных полисти-ролбетонов, которые проводились совместно с лабораторией бетонов и ограждающих конструкций НИИЖБ. Для определения параметров необходимых при проведении оценок влажностного состояния ограждающих конструкций разработанными методами использовались также литературные данные.

Экспериментально определялись изотермы сорбции водяного пара экси-каторным методом, теплопроводность, коэффициенты паропроницаемости, стационарной влагопроводности (в зависимости от влажности материала) и нестационарной влагопроводности, а также капиллярного всасывания воды материалов.

Пример экспериментально определенного коэффициента стационарной влагопроводности газобетона с характерным максимумом приведен на рис. 2.

Результаты экспериментов по определению стационарной влагопроводности и паропроницаемости материалов позволили определить максимальное эквивалентное дополнительное давление, //(табл. 3), необходимое для расчетов равновесных влажностей на стыке материалов (согласно формулы (12). Полученные показатели позволили выполнить построения по методике главы 2 и составить банк данных по зависимостям потенциала от влажности и температуры для строительных материалов. Пример такой зависимости приведен на рис.3.

Рис.1. Блок-схема алгоритма оценки влажностного режима ограждающих конструкций.

% по массе

Рис. 2. Экспериментально определенный ко- Рис. 3. Зависимость потенциала от влажно-эффициент стационарной влагопроводности сти полистиролбетона плотностью 400 кг/м3 газобетона плотностью 450 кг/м3. при различных температурах.

Таблица 3.

Столбцы: 1. - бетон, 2400 кг/м3; 2. - кирпич глиняный, 1800 кг/м3 ; 3. - минеральная вата, 100 кг/м3; 4. - мипора, 17 кг/м3; 5. - ПСБ-С, 25 кг/м3; 6. - модифицированный полистиролбетон на портландцементе, 230 кг/м3; 7. - модифицированный полистиролбетон на портландцементе, 420 кг/м3; 8. - полистиролбетон на магнезиальном вяжущем, 260 кг/м3; 9. - Газобетон,

450 кг/м .

Проведенные экспериментальные исследования в совокупности с литературными данными позволили обеспечить оценки и расчеты влажностного состояния ограждающих конструкций разработанными методами.

В пятой главе выполнен анализ влажностного режима пяти конструкций наружных стен с повышенным уровнем теплозащиты. Кроме оценки влажностного состояния, конструкций, проведен расчет распределения влажности в стационарном состоянии разработанными в диссертации методами. Для сравнения проведены расчеты нестационарного влажностного режима методом последовательного увлажнения по программе разработанной В.Г.Гагариным.

Для возможности сравнения влажностного состояния конструкций условия на их границах выбраны одинаковыми. Температура и относительная влажность наружного воздуха приняты равными соответствующим среднемесячным

= 8

52

значениям января в г. Москве: -10,2 °С и 87% соответственно. Температура и относительная влажность внутреннего воздуха приняты соответствующими помещениям жилых зданий 20 °С и 55%. В качестве критической принята максимальная сорбционная влажность материалов.

Первые две из рассмотренных конструкций являются однослойными. Обе конструкции представляют собой стену толщиной 0,4 м оштукатуренную с наружной и внутренней стороны цементно-песчаным раствором толщиной 0,02 м. В первом случае стена состоит из газобетонных блоков 450 кг/м3, во втором случае - из полистиролбетонных блоков 400 кг/м3. стены снаружи окрашены.

Анализ влажностного состояния первой из рассмотренных конструкций показал, что ее влаж-ностный режим неудовлетворителен (т.е. влажность превышает принятую критическую) даже при отсутствии учета влияния экс-фильтрации воздуха. Область максимального увлажнения в ней находится у наружной поверхности. Расчет распределения влажности по толщине конструкции разработанным стационарным методом показал, что большая часть ее находится при сверхсорбционной влажности материала, максимальная влажность составляет 12,2 % по массе (рис.5). Расчет методом последовательного увлажнения

1 .

\

\ — V - — • V ----- . ___

2

"""—1

20

Толщина стены, см

Рис. 5. Распределение влажности по толщине стены из газобетона 1 - расчет по предложенному методу; 2 -расчет методом последовательного увлажнения при нестационарных условиях; 3 - максимальная сорбционная влажность.

ШШ!

#1

¡1 Ж

при стационарных граничных условиях дал аналогичное распределение влажности, однако при нестационарных граничных условиях расчетное распределение влажности заметно отличается, только максимум влажности близок по величине и расположению. Результаты расчетов выявили значительную инерционность влажностного режима, анализ ее стационарного влажностного состояния целесообразно проводить для граничных условий усредненных за 5 - 6 наиболее холодных месяцев. Для улучшенния влажностного режима конструкции требуется существенно снизить сопротивление паропроницанию наружного отделочного слоя.

Альтернативой повышению проницаемости наружных отделочных слоев может стать снижение проницаемости конструкции в целом. Такой случай рассмотрен на примере второй конструкции - из полистиролбетонных блоков. Этот материал обладает паропроницаемостью в 13 раз меньшей, чем ячеистый бетон. Анализ показал, что при исключении эксфильтрации воздуха влажност-ный режим конструкции находится на грани между удовлетворительным и неудовлетворительным. Плоскость максимального увлажнения находится на расстоянии 9 см от наружной поверхности, максимальная влажность составляет 10

% по массе и лишь небольшая часть конструкции находится при сверхсорбци-онной влажности материала (рис.6). Расчет методом последовательного увлажнения (без учета эксфильтрации воздуха) при стационарных граничных условиях дает аналогичные результаты, а при нестационарных -отличающиеся: вся конструкция находится в зоне сорбционных влажностей материала, максимум влажности наблюдается у наружной поверхности ограждения и составляет 6,8% по массе. Сопротивление паропроницанию наружного отделочного слоя на фоне общего сопротивления паропроницанию конструкции не имеет такого значения, как в первой конструкции.

Однако, даже небольшая эксфильтрация воздуха (при воздухопроницаемости конструкции равной 0,01 кг/(м^-ч)) приводит к значительному ухудшению ее влажностного режима, так, что большая часть конструкции находится при сверх-сорбционной влажности материала, а максимальная влажность достигает 12,4% по массе. Следовательно, фильтрация воздуха через конструкцию должна быть исключена, что накладывает требования на штукатурку и кладочные швы.

При повышении паропро-ницаемости наружной штукатурки соответственно ослабляются требования и на воздухопроницаемость конструкции.

Третья конструкция представляет собой кладку из блоков полистиролбе-тона плотностью 300 кг/м3 толщиной 0,3 м и облицовочного глиняного кирпича толщиной 0,13. Анализ показал, что при исключении эксфильтрации воздуха влажностный режим конструкции находится на грани между удовлетворительным и неудовлетворительным. Плоскость максимального увлажнения находится на расстоянии 18,5 см от наружной поверхности, максимальная влажность полистиролбетона составляет 10 %, лишь небольшая часть конструкции находится при сверхсорбционной влажности материала (рис.7). Расчет методом последовательного увлажнения при стационарных граничных условиях дает несколько отличающееся распределение влажности, что вызвано различием методик расчета равновесной влажности на стыке материалов. При нестационарных граничных условиях метод последовательного увлажнения показывает, что вся конструкция находится в зоне сорбционных влажностей, максимум влажности наблюдается на стыке полистиробетона и кирпичной кладки. Влажностный режим конструкции в отсутствии эксфильтрации воздуха удовлетворителен.

у*—3

Юмдк* иг

гкняного кирпич* Кладка щ полмьтнролбетонньк блоков

12 18 24 30 Киордннм га сю1 конструкции, сч

Рис 7 Распределение влажности по толщине стены из поли-стиролбетонных блоков и облицовочного кирпича- 1 - расчет по предложенному методу1; 2-расчет методом последовательного увлажнения при нестационарных условиях; 3 - то же, при стационарных условиях; 4 -максимальная сорбционная влажность

1 ж

ж

г* т

Облицовка кирпичом более благоприятна для влажност-ного режима, чем оштукатуривание плотной штукатуркой с последующей покраской.

Фильтрация воздуха через конструкцию должна быть ограничена, что накладывает требования на штукатурку для внутренней поверхности и растворные швы кладки.

Четвертая конструкция представляет собой кладку из глиняного кирпича толщиной 0,25 м, утепленную снаружи минеральной ватой толщиной 0,15 м (конструкция с навесным фасадом с воздушным зазором).

Анализ показал, что в отсутствии эксфильтрации воздуха влажностный режим данной конструкции удовлетворителен.

Расчет распределения влажности по толщине ограждающей конструкции разработанным стационарным методом показывает, что вся конструкция находится в зоне сорбционных влажностей материала, максимальная влажность наблюдается у наружной поверхности минеральной ваты и составляет 1,35% по массе (рис.8). Расчет методом последовательного увлажнения при нестационарных граничных условиях дает для января месяца практически то же распределение, максимальная влажность минеральной ваты составляет 1,39% по массе. Однако, даже небольшая эксфилырация воздуха (при воздухопроницаемости конструкции 0,02 кг/^-ч)) приводит к значительному ухудшению влажностного режима. Хотя в зоне со сверхсорбционными влажностями находится небольшая часть конструкции, влажность минеральной ваты в этой зоне превышает 100%. Результаты расчетов свидетельствуют, что данная конструкция обладает малой инерцией влажностного режима, который следует рассчитывать стационарным методом для среднемесячных граничных условий наиболее холодного месяца. При исключении эксфильтрации воздуха влажностный режим конструкции удовлетворителен. Фильтрация воздуха через конструкцию должна быть исключена, что накладывает требования на отделку внутренней поверхности.

Пятая конструкция представляет собой трехслойную железобетонную панель с утеплителем ПСБ-С. Состав конструкции, начиная с наружного слоя: железобетон толщиной 0,12 м, ПСБ-С 0,12 м, железобетон 0,08 м.

Анализ показал, что даже при отсутствии эксфильтрации воздуха через конструкцию, влажность ее материалов в расчетный период превышает макси-

мальную сорбционную (принятую в качестве критической). Максимальное значение влажности достигается на стыке наружного слоя железобетона и ПСБ-С.

Значнтельная часть конструкции находится при сверхсорб-ционной влажности материалов, максимальная влажность пено-полистирола составляет 7,5% (рис.9).Расчет методом последовательного увлажнения при нестационарных граничных условиях дает похожее распределение, хотя максимальное значение влажности несколько ниже и составляет для ПСБ-С 4,5% по массе. Данная конструкция обладает значительной инерцией влажностного режима, и ее влажностное состояние стационарным методом следует рассчитывать для граничных условий усредненных за 3 — 4 наиболее холодных месяца. Для обеспечения влажности материалов конструкции не превышающих максимальную сорбционную необходимо применять пароизоляционные слои на стыке внутреннего слоя железобетона и ПСБ-С. Однако этот вывод может быть пересмотрен, если принять другое значение критической влажности материалов, превышающее максимальную сорбционную.

Приведенные расчеты влажностного состояния ограждающих конструкций иллюстрируют возможности разработанных методов. Они. также позволяют наметить пути совершенствования ограждающих конструкции.

Основные выводы.

1. Разработана математическая модель влагопереноса учитывающая паропро-ницаемость, влагопроводность и фильтрацию воздуха в ограждении. Модель позволяет также учитывать увлажнение конструкции жидкой влагой.

2. Предложен потенциал влажности, линеаризующий стационарное уравнение влагопереноса и использующий теплофизические характеристики материалов, по которым накоплен большой объем экспериментальных данных. Разработана методика построения зависимости этого потенциала от влажности и температуры материала.

3. Найдены аналитические решения уравнения влагопереноса для одномерного стационарного случая, учитывающие паропроницаемость, влагопровод-ность и фильтрацию воздуха. Разработан графический метод построения распределения потенциала и влажности по толщине ограждающей конструкции.

4. На основе теоретического рассмотрения процессов стационарной влаго-проводности, выведено условие равновесия влажностей на стыке материалов, основанное на данных эксперимента стационарной влагопроводности.

5. Введено понятие плоскости максимального увлажнения в конструкции. Разработана методика аналитического определения координаты плоскости максимального увлажнения. Разработаны методы оценки ограждающих конструкций на достижение критической влажности, не требующие расчета их влажностного состояния.

6. Сформулирован инженерный метод оценки влажностного состояния ограждающих конструкций.

7. Экспериментально исследованы теплофизические характеристики ряда строительных материалов. По экспериментально полученным и литературным данным проведены расчеты характеристик строительных материалов, наиболее часто используемых в современных ограждающих конструкциях. В частности построены линии равной влажности и изотермы потенциала Р строительных материалов.

8. Рассчитано влажностное состояние ряда современных ограждающих конструкций. Дан анализ их влажностного состояния и рекомендации по его улучшению при необходимости.

9. Результаты диссертации использованы в Рекомендациях, разработанных Госстроем России, Альбоме технических решений ООО «ДИАТ-2000» и при проектировании ряда строительных объектов г. Москвы.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях.

1. Козлов В В. Сопоставление математических моделей влагопереноса в ограждающих конструкциях. // Сборник докладов шестой научно - практической конференции 26-28 апреля 2001 года. «Проблемы строительной теплофизики, систем обеспечения микроклимата и энергосбережения в зданиях». (Академические чтения, посвященные памяти В Н Богословского) М., НИИСФ, 2001, стр. 295 - 300.

2. Волынский Б.Н., Козлов В.В. Констр) ктивные решения стен современных энергосберегающих зданий, //там же, стр. 189 - 191.

3. Кохюв В.В. Анализ влагонакопления в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации. // Сборник докладов седьмой научно - практической конференции 18-20

апреля 2002 года. «Актуальные проблемы строительной теплофизики». (Академические чтения). М., НИИСФ, 2002, стр. 247 - 254.

4. Козлов В.В. Параметры зоны конденсации ограждающей конструкции, с учетом влаго-проводности материалов. // там же, стр. 255 - 260.

5. Гагарин ВТ., Козлов В.В., Ченцов МА Прогрессивные материалы и технологии, конкурентоспособные отечественные изделия, производство прогрессивных окон. (Теплотехнические аспекты). // В сб. материалов научно-практической конференции «Проблемы развития архитектуры и градостроительства в городе Уфе», Уфа, Министерство строительства, архитектуры и дорожного комплекса республ. Башкортостан, 2002, стр. 47-49.

6. Гагарин ВТ., Козлов В.В. Основы для разработки инженерного метода расчета влажно-стного режима // Сборник докладов восьмой научно - практической конференции 24-26 апреля 2003 года. «Стены и фасады. Актуальные проблемы строительной теплофизики». (Академические чтения). М., НИИСФ, 2003, стр. 23 - 35.

7. Козлов В.В. Учет фильтрации влажного воздуха при расчете влажностного режима ограждающей конструкции. // там же, стр. 54 - 60.

8. Козлов В.В., Цыкановский Е.Ю. Особенности теплозащитных свойств вентилируемых фасадов. // там же, стр. 116 - 124.

9. Гагарин ВТ., Козлов В.В., Цыкановский ЕЮ. Теплозащита фасадов с вентилируемым воздушным зазором. // Журнал АВОК. 2004, №2 стр. 20-26, №3 стр. 20-26.

10. Фасадные теплоизоляционные системы с воздушным зазором. Рекомендации по составу и содержанию документов и материалов, представляемых для технической оценки пригодности продукции. М., Госстрой России, 2004. С.58.

Условные обозначения.

а/2 ■- коэффициент численно равный ЯУЯ?;

С2 — численный коэффициент равный 5330;

с„ - концентрация водяного пара кг/м3;

Е - давление насыщенного водяного пара, Па;

Ео -' давление насыщенного водяного пара на наружной границе ограждающей конструкции, Па;

- давление насыщенного водяного пара на стыке между , Па;

е - парциальное давление водяного пара в порах материала, Па;

- парциальные давления водяного пара внутреннего и наружного воздуха, Па;

Гт - потенциал Ж соответствующий критическому увлажнению материала, Па;

О - воздухопроницаемость конструкции, кг/(м2-ч);

- характеристика материала, используемая при расчете равновесной влажности на стыке

материалов, Па;

]ф - поток пара кг/(м2ч);

р - давление воздуха в порах материала, составляющего конструкцию, Па;

д,,„ - поток жидкой влаги приходящий через поверхность ограждения, г/(м2-ч);

Л° - сопротивление воздухопроницанию конструкции, м2-ч-Па/кг;

Л,,, - сопротивление влагообмену у поверхности ограждения, м2-ч-Па/мг;

Л„" - общее сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции, м2-ч-Па/мг;

Л, — сопротивлениепаропроницанию /'-ого стоя ограждающей конструкции, м2-ч-Па/мг;

У?е- сопротивление теплопередаче ограждения, (м2сС)/Вт;

Л™ - термическое сопротивление слоя конструкции от 0 до х;

- поверхность ограждения, внутренняя и наружная соответственно;

Г-температура, К;

Т,,„ - температура внутреннего и наружного воздуха соответственно, К;

1, „ - температура внутреннего и наружного воздуха соответственно, °С;

V — скорость движения воздуха м/с;

■V/ -влажность материала, % по массе или кг/кг;

" 0А-л А9 90

X— высота над уровнем воды рассматриваемом точки, м; V ■

Хо - высота над уровнем воды точки в которой влажность образца равна максимальной сорб-

ционной, (в эксперименте стационарной влагопроводности), м; (!■• коэффициент влагопроводности материала,г/(м-ч-кг/кг); /о - плотность материала, кг/м3;

Г - безразмерный параметр, характерна ющий критическую воздухопроницаемость конструкции;

<5 — общая толщина ограждающей конструкции, м; <5ц+/ - координата стыка между г'-ым и /+/-ым слоем, м;

£1С - координата перехода материала ограждения от сверхсорбционной к сорбционной влажности, м;

А ■- коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м-°С); [I - коэффициент паропроницаемости материала, мг/(мч-Па); т- время, ч;

¡р- относительная влажность воздуха, доли единицы.

«АВТОРЕФЕРАТ» Козлов Владимир Владимирович

Лицензия ИД №03630 от 25.12.2000г. ООО "Эрфольг-А" 127030, г. Москва, Новослободская ул. д. 18 Бумага офсетная. Печать риэография. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 0.75 Тираж 100 экз. заказ №1138 Отпечатано в ООО "Эрфольг-А" Москва, ул. Новослободская 18. тел.: (095) 972-30-55

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВЛАЖНОСТНОГО 12 СОСТОЯНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1. История развития методов расчета влажностного состоя- 12 ния ограждающих конструкций.

1.2. Исследования характеристик влагопереноса строительных 22 материалов.

1.3. Методы расчета равновесных влажностей строительных 24 материалов.

1.4. Задачи диссертации.

ГЛАВА 2 РАЗВИТИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВЛАГОПЕРЕНОСА 29 ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ИНЖЕНЕРНОГО МЕТОДА

2.1 Анализ составляющих потока влаги в уравнении влагопе- 29 реноса.

2.2 Уравнение потока влаги, переносимой фильтрацией воз- 32 духа в конструкции.

2.3 Условия влагообмена на границах конструкции.

2.4 Обоснование раздельного учета тепло- и влагопереноса в 36 ограждающих конструкциях.

2.5 Потенциал влажности, определяющий перенос влаги ме- 39 ханизмами паропроницаемости и влагопроводности, и его свойства.

2.5.1 Определение потенциала влажности F.

2.5.2 Свойства потенциала влажности F.

2.5.3 Построение зависимости потенциала влажности F, от 42 влажности и температуры.

2.6 Условие равновесия влажностей на стыке материалов.

2.7 Математическая модель стационарного влагопереноса в 53 ограждающей конструкции в терминах потенциала влажности F.

2.8 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОГО МЕТОДА РАСЧЕТА ВЛАЖНО- 60 СТНОГО СОСТОЯНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИИ В СТАЦИОНАРНЫХ УСЛОВИЯХ ТЕПЛО-ВЛАГОПЕРЕНОСА

3.1 Решения стационарного уравнения влагопереноса при учете паропроницаемости и влагопроводности.

3.1.1 Аналитическое решение стационарного уравнения влаго- 60 переноса.

3.1.2 Алгоритм расчета распределения влажности по толщине 62 конструкции.

3.1.3 Распределение потенциала F для конструкций имеющих 63 влажность материалов в стыках менее максимальной сорбционной.

3.1.4 Распределение потенциала F для конструкций имеющих 64 на одном стыке влажность материалов превышающую максимальную сорбционную.

3.1.5 Графический метод нахождения распределения потенциа- 65 лаК

3.2 Решения стационарного уравнения влагопереноса при 69 учете фильтрации воздуха.

3.2.1 Аналитические решения стационарного уравнения влаго- 69 переноса при учете фильтрации воздуха

3.2.2 Алгоритм расчета.

3.2.3 Распределение потенциала F для конструкций имеющих 71 влажность материалов в стыках менее максимальной сорбционной с учетом фильтрации воздуха.

3.2.4 Сравнение влияния фильтрации воздуха через конструк- 73 цию на тепловой и влажностный режим ограждающей конструкции.

3.3 Определение плоскости максимального увлажнения в кон- 74 струкции.

3.3.1 Координата плоскости максимального увлажнения в слу- 75 чае отсутствия фильтрации воздуха.

3.3.2 Координата плоскости максимального увлажнения при 76 учете фильтрации воздуха.

3.2.3 Алгоритм нахождения координаты плоскости максималь- 77 ного увлажнения.

3.4 Проверка теплофизических показателей ограждающей 78 конструкции из условия ограничения максимальной влажности материалов.

3.4.1 Случай отсутствия фильтрации воздуха через ограждение.

3.4.2 Случай фильтрации воздуха через ограждение.

3.5 Инженерный метод оценки влажностного состояния огра- 82 ждающих конструкций.

3.6 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕ- 86 СКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И РАСЧЕТ ЗАВИСИМОСТИ ПОТЕНЦИАЛА F ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

4.1. Исследование теплопроводности модифицированных по- 86 листиролбетонов и других материалов.

4.2. Исследование паропроницаемости полистиролбетонов.

4.3. Исследование сорбционной влажности бетонов ячеистой 93 структуры.

4.4. Исследование стационарной влагопроводности особолег- 94 ких бетонов.

4.5. Исследование капиллярного всасывания особолегких бе- 99 тонов.

4.6. Определение параметров перемещения жидкой влаги в 101 строительных материалах при нестационарной влагопроводности.

4.7. Расчет зависимостей потенциала F от влажности и темпе- 103 ратуры и расчет равновесной влажности строительных материалов.

4.8. Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5 ОЦЕНКА ВЛАЖНОСТНОГО СОСТОЯНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ 107 КОНСТРУКЦИЙ С ПОВЫШЕННЫМ УРОВНЕМ ТЕПЛОЗАЩИТЫ

5.1. Кладка из блоков из ячеистого бетона с оштукатуриванием 107 наружной и внутренней поверхностей.

5.2. Кладка из блоков из полистиролбетона с оштукатуривали- 110 ем.

5.3. Наружная стена из кладки полистиролбетонных блоков и 115 облицовочного кирпича.

5.4. Кладка из глиняного кирпича утепленная с наружной сто- 119 роны минераловатными плитами.

5.5. Трехслойная железобетонная панель утепленная блочным 124 пенополистиролом.

5.6. Выводы по главе 5. 128 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 130 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 131 ПРИЛОЖЕНИЯ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ А - константа интегрирования, Па/м; а 12- коэффициент численно равный Н1/Н2', ^ В- константа интегрирования, Па; С- константа интегрирования; Сj - численный коэффициент равный 1,84-1011 Па; С2 - численный коэффициент равный 5330 К; Са - константа интегрирования, мг/(м2 ч); Сб - константа интегрирования, Па; с - теплоемкость материала составляющего ограждение, Дж/(кг-°С); св - теплоемкость воздуха в порах материала, Дж/(кг-°С); сп - концентрация водяного пара кг/м3;

D - безразмерный параметр, характеризующий потенциал влажности в плоскости максимального увлажнения; Е - давление насыщенного водяного пара, Па;

Е0 - давление насыщенного водяного пара на наружной границе ограждающей конструкции, Па; Ец+i — давление насыщенного водяного пара на стыке между i-ым и i+1-ым слоем, Па; е - парциальное давление водяного пара в порах материала, Па; евгН - парциальные давления водяного пара внутреннего и наружного воздуха, Па;

Fe.H - эквивалентные потенциалы влажности воздуха на границах ограждения, Па;

Fm - потенциал F соответствующий критическому увлажнению материала, Па;

Fmp — удельная сила трения воды при движении через образец в эксперименте стационарной влагопроводности, Па; Fn - удельная подъемная сила в капилляре, Па; — дифференциальная функция распределения капилляров по радиусам, м3/м ;

G — воздухопроницаемость конструкции, кг/(м2-ч);

GKp - воздухопроницаемость, при достижении которой влажностный режим конструкции становится неудовлетворительным, кг/(м2-ч); Н- максимальное эквивалентное дополнительное давление, Па; h - эквивалентное дополнительное давление, Па jx — плотность потока жидкой влаги кг/(м2 ч); j сум - суммарный поток влаги, кг/(м -с); ф - поток пара, переносимый фильтрующимся воздухом, кг/(м -ч); ^ К - коэффициент осуществляющий связь данных эксперимента стационарной влагопроводности и пористой структуры материала, м; ki, к2, кп - соответствующие коэффициенты влагопереноса; / - длина образца в эксперименте стационарной влагопроводности, м;

М„ - молярная масса воды, кг, р - давление воздуха в порах материала, составляющего конструкцию, Па; Др - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждения, Па; р01 — максимальная упругость водяного пара при температуре t, Па; qeH - поток жидкой влаги приходящий через поверхность ограждения, г/(мЧ); q - поток влаги проходящий через образец в эксперименте стационарной влагопроводности, кг/(м2-ч); R - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль-К); R8 - сопротивление воздухопроницанию конструкции, м2-ч-Па/кг; Rei - сопротивление воздухопроницаемости отдельных слоев конструкции, м -ч-Па/кг;

Re H - сопротивление влагообмену у поверхности ограждения, м -ч-Па/мг; Re./'- эффективное сопротивление влагообмену на границах ограждения, м -ч-Па/мг;

R" - общее сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции, м -ч-Па/мг;

R, - сопротивление паропроницанию i-oro слоя ограждающей конструкции, м -ч-Па/мг;

R„ — сопротивление паропроницаемости пароизоляционного слоя, м -ч-Па/мг;

Ro- сопротивление теплопередаче ограждения, (м -°С)/Вт; Rm - термическое сопротивление слоя конструкции от 0 до х, (м2-°С)/Вт; Rn(x) - сопротивление паропроницаемости части конструкции, расположенной между наружным воздухом и плоскостью с координатой х, м2-ч-Па/мг; г - радиус капилляров, причем наибольший из заполненных водой, м; гм(х) - максимальный радиус заполненных капилляров на высоте х, в эксперименте стационарной влагопроводности, м;

SeiH - поверхность ограждения, внутренняя и наружная соответственно; Т- температура, К;

Твн - температура внутреннего и наружного воздуха соответственно, К; t - температура воздуха, °С; te,H - температура внутреннего и наружного воздуха соответственно, °С; v - скорость движения воздуха м/с; W— константа интегрирования; w - влажность материала, % по массе или кг/кг; wm - максимальная сорбционная влажность материала, % по массе или кг/кг; wmax - максимальная влажность материала достигаемая в эксперименте стационарной влагопроводности, % по массе или кг/кг; х - высота над уровнем воды рассматриваемой точки, м; Хо - высота над уровнем воды точки в которой влажность образца равна максимальной сорбционной, (в эксперименте стационарной влагопро-водности), м; г - время, с;

- коэффициент влагопроводности материала, г/(м«ч-кг/кг); Г - безразмерный параметр, характеризующий критическую воздухопроницаемость конструкции; Уо — плотность материала в сухом состоянии, кг/м3; ув - плотность воздуха в порах материала, кг/м3; д - общая толщина ограждающей конструкции, м; дм - координата плоскости максимального увлажнения в конструкции, м;

5ц+1 - координата стыка между z-ым и i+7-ым слоем, м;

8СС- координата перехода материала ограждения от сверхсорбционной к сорбционной влажности, м; 8и - координата стыка материалов 1 и 2 в ограждении, м; е- коэффициент сравнительной интенсивности влияния фильтрации воздуха на теплоперенос и влагоперенос; т] — динамическая вязкость воды, Па с; в- потенциал влажности, °В; 6i,.,en - частные потенциалы влагопереноса; к — безразмерный параметр, характеризующий координату плоскости максимального увлажнения; X - коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м-°С); Xw - коэффициент теплопроводности при влажности материала w, Вт/(м-°С); л - коэффициент паропроницаемости материала, мг/(м-ч-Па); £> - удельная относительная пароемкость материала, кг/кг, которая определяется дифференцированием изотермы сорбции водяного пара материала; р - плотность воздуха, кг/м3; сг- поверхностное натяжение воды, Н/м; г- время, ч; р - относительная влажность воздуха или относительное давление водяного пара, доли единицы; у/- относительное дополнительное давление, доли единицы; 6,14-10"6 - размерная константа, Па"1.

Состояние и перенос влаги в строительных материалах интенсивно исследуется, начиная с 20-х годов XX века. Обусловлено это было тем, что возникла необходимость прогнозирования влажностного режима в связи с применением многослойных ограждений. Влажностный режим определяет эксплуатационные свойства ограждающих конструкций здания. Он непосредственно влияет на теплозащитные свойства, коррозию металлических деталей, прочностные свойства, напряженно-деформированное состояние, долговечность и эстетику конструкций.

Полученные результаты по состоянию и переносу влаги в строительных материалах используются также при исследованиях морозостойкости и долговечности конструкций, технологии производства строительных материалов и изделий. Выявленные закономерности влагопереноса учитываются при проектировании и производстве ограждающих конструкций зданий различного назначения, что позволяет повысить их эксплуатационные свойства.

Первые научные исследования были выполнены В.Д. Мачинским и заключались в выявлении той роли, которую играет диффузия и последующая конденсация водяного пара в конструкции. К.Ф. Фокиным был разработан первый метод прогнозирования влажностного состояния ограждающих конструкций при стационарных температурно- влажностных условиях эксплуатации, который потребовал исследования характеристик переноса влаги в материалах. По мере развития методов расчета влажностного режима ограждений расширялся диапазон исследуемых влажностных характеристик строительных материалов.

Накопленный экспериментальный материал и потребность совершенствования методик исследования обусловили необходимость теоретических обобщений разнообразных аспектов состояния и переноса влаги в строительных материалах. Соответствующие работы были выполнены О.Е. Власовым, К.Ф. Фокиным, Р.Е. Брилингом, А.У. Франчуком, Э.Х. Одель-ским, Ф.В. Ушковым, В.Н. Богословским, А.В. Лыковым, С.В. Александровским, В.М. Ильинским, Б.Ф. Васильевым, А.И. Фоломиным, В.И. Лукьяновым, А.Г. Перехоженцевым, В.Г.Гагариным, А.П. Васьковским, Е.И. Тертичником и др.

Современные методы прогнозирования влажностного режима ограждающих конструкций требуют знания многих характеристик строительных материалов, предполагают использование специальных программ для ЭВМ и не позволяют неспециалисту понять особенности происходящих в конструкции процессов. Методы расчета, доступные широкому кругу инженеров и представленные в нормах, учитывают единственный механизм влагопереноса - паропроницаемость, что в ряде случаев явно недостаточно и может привести к ошибочным результатам. Необходимость разработки инженерного метода расчета, учитывающего перенос хотя бы жидкой влаги, давно назрела и усугубилась широким применением ограждающих конструкций с повышенными теплозащитными свойствами. Для развития метода представляется перспективным использование потенциала влажности. Именно для упрощения расчетов, при одновременном учете разнообразных механизмов влагопереноса, и было введено в 1950-х годах В.Н. Богословским понятие «потенциал влажности». Однако сложность определения влажностных характеристик, необходимых для проведения практических расчетов, несколько затормозила развитие направления. В настоящее время методы расчета влажностного режима ограждающих конструкций с использованием различных модификаций потенциала влажности так же сложны, как и «непотенциальные методы». Все эти методы реализуются на ЭВМ и требуют раздельного определения характеристик для различных механизмов влагопереноса.

Основной целью диссертационной работы является: Разработка инженерного метода расчета влажностного состояния ограждающих конструкций, с учетом паропроницаемости, влагопроводности и фильтрации воздуха.

Настоящая диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. В первой главе представлен анализ научных работ, посвященных исследованиям влажностного режима ограждающих конструкций и влажностных характеристик строительных материалов. Вторая глава посвящена постановке математической модели влагопереноса и анализу возможных упрощений математической модели. В ней рассмотрены вопросы построения шкалы потенциала влажности и приведены математические модели влагопереноса в ограждающих конструкциях. Третья глава посвящена решению стационарного уравнения влагопереноса, описывающего движение влаги под действием механизмов паропроницаемости, влагопроводности и фильтрации воздуха через ограждающую конструкцию и созданию инженерного метода решения таких задач. Четвертая глава посвящена экспериментальному определению характеристик строительных материалов и построению зависимости потенциала F от температуры и влажности. Пятая глава посвящена применению разработанных методик к анализу наиболее распространенных на данный момент строительных конструкций. В приложении к диссертации приведены таблицы с экспериментальными значениями характеристик состояния и переноса влаги в строительных материалах.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель влагопереноса учитывающая па-ропроницаемость, влагопроводность и фильтрацию воздуха в ограждении. Модель позволяет также учитывать увлажнение конструкции жидкой влагой.

2. Предложен потенциал влажности, линеаризующий стационарное уравнение влагопереноса и использующий теплофизические характеристики материалов, по которым накоплен большой объем экспериментальных данных. Разработана методика построения зависимости этого потенциала от влажности и температуры материала.

3. Найдены аналитические решения уравнения влагопереноса для одномерного стационарного случая, учитывающие паропроницаемость, влагопроводность и фильтрацию воздуха. Разработан графический метод построения распределения потенциала F и влажности по толщине ограждающей конструкции.

4. На основе теоретического рассмотрения процессов стационарной влагопроводности, выведено условие равновесия влажностей на стыке материалов, основанное на данных эксперимента стационарной влагопроводности.

5. Введено понятие плоскости максимального увлажнения в конструкции. Разработана методика аналитического определения координаты плоскости максимального увлажнения. Разработаны методы оценки ограждающих конструкций на достижение критической влажности, не требующие расчета их влажностного состояния.

6. Сформулирован инженерный метод оценки влажностного состояния ограждающих конструкций.

7. Экспериментально исследованы теплофизические характеристики ряда строительных материалов. По экспериментально полученным и литературным данным проведены расчеты характеристик строительных материалов, наиболее часто используемых в современных ограждающих конструкциях. В частности построены линии равной влажности и изотермы потенциала F строительных материалов.

8. Рассчитано влажностное состояние ряда современных ограждающих конструкций. Дан анализ их влажностного состояния и рекомендации по его улучшению при необходимости.

9. Результаты диссертации использованы в Рекомендациях, разработанных Госстроем России, Альбоме технических решений ООО «ДИАТ-2000» и при проектировании ряда строительных объектов г. Москвы.

1. А. с. 1193529 (СССР). Способ определения коэффициента влагопроводности капиллярно-пористых материалов. / В.Г.Гагарин, В.Р.Хлевчук. -Опубл. в Б.И., 1985. № 43.

2. Александровский С.В. Расчет бетонных и железобетонных конструкций на изменения температуры и влажности с учетом ползучести. М., 1973.-432с.

3. Александровский С.В. Метод прогнозирования долговечности наружных ограждающих конструкций. // В кн.: Исследования по строительной теплофизике. М., НИИСФ, 1984. - С.81-95.

4. Александровский С.В. Прикладные методы теории теплопроводности и влагопроводности бетона. М., 2001. - 186с.

5. Александровский С.В. Долговечность наружных ограждающих конструкций. М., НИИСФ, 2004. - 332с.

6. Ананьев А.И. Научно-технические основы повышения теплозащитных качеств и долговечности наружных ограждающих конструкций зданий из штучных элементов. Автореф. дис. . докт. техн. наук. М., НИИСФ, 1998.

7. Ахатов И.Ш. Применение теории групп Ли для численного решения линейных задач физико-химической гидродинамики. // В кн.: Физико-химическая гидродинамика. Уфа, Башкирский университет, 1987.

8. Богословский В.Н. Исследования температурно-влажностного режима наружных ограждений зданий методом гидравлических аналогий. Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1954.

9. Богословский В.Н. О потенциале влажности. // Инж.-физ. журн. -1965. Т. 8. - № 2. - С. 216-222.

10. Богословский В.Н. Строительная теплофизика. М., 1982. - 416с.

11. Богословский В.Н. Тепловой режим здания. М., 1979. - 248с.

12. Богословский В.Н., Гагарин В.Г. Потенциал влажности. Теоретические основы. // Российская академия архитектуры и строительства. Вестн. отд-ния строительных наук. 1996. - Вып. 1. - С. 12-14.

13. Борщевский А.Н. Причины поражения зданий домовыми грибками. -М.-Л., 1932. 124с.

14. Бриллинг Р.Е. Миграция влаги в строительных ограждениях. // В кн.: Исследования по строительной физике. М.-Л., ЦНИИПС, 1949. - № 3. - С. 85-120.

15. Бриллинг Р.Е. Исследование морозостойкости строительных материалов в наружных ограждениях. // Там же. М.-Л., 1951. - № 4. - С. 60-84.

16. Васьковский А.П. Микроклимат и температурно- влажностный режим ограждающих конструкций зданий на Севере. Л., 1986. - 164с.

17. Власов О.Е. Основы строительной теплотехники. М., 1938.

18. Власов О.Е. и др. Долговечность ограждающих строительных конструкций (физические основы). М., НИИСФ, 1963. - 116с.

19. Гагарин В.Г. Теория состояния и переноса влаги в строительных материалах и теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий. Дис. докт. техн. наук. М., НИИСФ, 2000. - 389с.

20. Гагарин В.Г., Канышкина З.С., Хлевчук В.Р. Капиллярное всасывание воды строительными материалами. // Строительные материалы. 1983. - № 7. - С. 26.

21. Гагарин В.Г. О модификации /-метода для определения удельной поверхности макро- и мезопористых адсорбентов. // Журн. физ. химии. -1985. Т. 59. - № 5. - С.1838-1839.

22. Гагарин В.Г. О температурной зависимости коэффициентов влагопроводности строительных материалов. // В кн.: Тепловой режим и теплозащита зданий. М., НИИСФ, 1988. - С. 109-112.

23. Гвоздков А.Н., Богословский В.Н. Процесс тепловлагообмена с позиции теории потенциала влажности. // Водоснабжение и санитарная техника. 1994.-№ 3. - С. 2-7.

24. Глобус A.M. Физика неизотермического внутрипочвенного влагооб-мена. Л., 1983.

25. ГОСТ 24816-81. Материалы строительные. Метод определения сорбционной влажности.

26. ГОСТ 25898-83. Материалы и изделия строительные. Методы определения сопротивления паропроницанию.

27. ГОСТ 7076-99. Материалы и изделия строительные. Методы определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме.

28. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. 2-е изд., доп. М., 1984.

29. Гуревич М.А. Приближенные методы расчета влажностного режима наружных ограждающих конструкций зданий. Дис. . канд. техн. наук. -М., 1966.

30. Ефимов С. С. Влага гигроскопических материалов. Новосибирск, 1986.- 160с.

31. Ивашкова В.К., Могутов В.А., Микшер A.M., Канышкина З.С., Гагарин В.Г. Определение коэффициентов влагопереноса по решению инверсной задачи. // В кн.: Строительная теплофизика. М., НИИСФ, 1976. -Вып. 17. - С. 90-95.

32. Ильинский В.М. Расчет влажностного состояния ограждающих конструкций при диффузии водяного пара. // Промышленное строительство. -1962.-№2.-С.25-30.

33. Ильинский В.М. Коэффициент переноса водяного пара для расчета влажностного состояния ограждающих конструкций. // Инж.-физ. журн. -1965. Т. 8. - № 2. - С. 223-228.

34. Ильинский В.М. Строительная теплофизика. М., 1974. - 320с.

35. Каммерер И.С. Теплоизоляция в промышленности. М.,

36. Каталог температурных полей узлов типовых ограждающих конструкций.-М., 1980.- 112с.

37. Корочкин А.В. Влагофизические характеристики древесно-плитных материалов ограждающих конструкций деревянных домов заводского изготовления. Дис. канд. техн. наук. М., 1989.

38. Кришер О. Научные основы техники сушки. М., 1961. - 540с.

39. Ларин О.А. Повышение теплотехнических качеств однослойных ограждающих конструкций из легких бетонов на стеклообразных пористых заполнителях с учетом влажностного режима. Дис. . канд. техн. наук. -М., 1990.

40. Лукьянов В.И. Нестационарный массоперенос в строительных материалах и конструкциях при решении проблемы повышения защитных качеств ограждающих конструкций зданий с влажным и мокрым режимом. Дис. докт. техн. наук. М., МИИТ, 1994.

41. Лыков А.В. Рецензия на работу А.У .Франчука "Теоретические основы и метод расчета увлажнения ограждающих частей зданий". // Строительная промышленность. 1952. № 1. - С. 31-32.

42. Лыков А.В. Явление переноса в капиллярно-пористых телах. М., 1954.-296с.

43. Лыков А.В. Теоретические основы строительной теплофизики. -Минск, 1961.-520 с.

44. Лыков А.В. Теория сушки. М., 1968. - 472с.

45. Лыков А.В. Тепломассообмен. Справ. М., 1978. - 480с.

46. Михайлов М.Д. Нестационарный тепло- и массоперенос в одномерных телах. Минск, 1969.

47. Майнерт 3. Теплозащита жилых зданий. М., 1985. - 208с.

48. Мачинский В.Д. О конденсации паров воздуха в строительных ограждениях. // Строительная промышленность. М., 1927. - № 1. - С. 60-62.

49. Мачинский В.Д. Теплотехнические основы гражданского строительства.-М., 1928.-262с.

50. Мачинский В Д. К вопросу о конденсации водяных паров в строительных ограждениях. // Вестн. инженеров и техников. М., 1935. - № 12. -С. 742-745.

51. Мачинский В Д. Теплотехнические основы строительства. М., 1949. - 328с.

52. Мачинский В Д. Метод характеристических величин в строительной теплотехнике. М., 1950. - 88с.

53. Методика определения влажностных характеристик строительных материалов. Киев, 1970. - 48с.

54. Миниович Я.М. О гигроскопических свойствах материалов и равновесной влажности. Доп. III к книге М.Гирш "Техника сушки". М., 1937.

55. Московские городские строительные нормы МГСН 2.01-99 «Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектро-снабжению». М., 1999.

56. Никитина Л.М. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах. М., 1968. - 499с.

57. Новиков B.C. Задачи и методы теории переноса (обзор). // Промышленная теплотехника. 1989. - Т. 11. - № 4. - С. 11-23.

58. Новиков B.C. Аналитические методы теории переноса (обзор). // Там же.- №5. -С. 40-54.

59. Оделъский Э.Х. Графо-аналитический метод построения тепловлаж-ностной характеристики деревянных покрытий. Минск, 1937. - 48с.

60. Перехоженцев А.Г., Поликанов М.В. Исследования влагосодержаний капиллярно-пористых строительных материалов на границе соприкосновения при термодинамическом равновесии. // В кн.: Теплофизика легких ограждающих конструкций. М., 1973. - Вып. 6 (20).

61. Перехоженцев А.Г. Исследование процессов влагопереноса в пористых строительных материалах при решении задач прогноза влажностного состояния неоднородных ограждающих конструкций зданий. Дис. докт. техн. наук. М., НИИСФ, 1998.

62. Перехоженцев А.Г. Вопросы теории и расчета влажностного состояния неоднородных участков ограждающих конструкций зданий. Волгоград, ВолгГАСА. 1997. 273с.

63. Петров-Денисов В.Г., Масленников JI.A. Процессы тепло- и влагооб-мена в промышленной изоляции. М., 1983. - 192с.

64. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика. М., 1958. - 64с.

65. Рекомендации по расчету и конструированию вентилируемых стен промышленных зданий с влажным и мокрым режимами. М., Стройиздат, 1988.-32с.

66. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой. М., 1980.-248с.

67. Руководство по расчету влажностного режима ограждающих конструкций зданий. / В.И.Лукьянов, В.Р.Хлевчук, В.Г.Гагарин, В.А.Могутов. -М., 1984.- 168с.

68. Самарский А.А. Теория разностных схем. М., 1977. - 656с.

69. Сборные железобетонные крыши для массового строительства. / Ю.Е.Аврутин, Е.И.Кричевская, Е.П.Левитан, М.С.Туполев, А.И.Фоломин. -М., 1965.-224с.

70. Серебровский А.П. Теория и практика термоизоляции. М., 1914.

71. СНиП II-3-79*. Нормы проектирования. Ч. II. Строительная теплотехника. М., 1998.

72. СНиП 23-01-99. «Строительная климатология». М., 2000.

73. Тертичник Е.И. Определение влажностных характеристик строительных материалов способом разрезной колонки. // Инж.-физ. журн. -1965. Т. 8. - № 12. - С. 247-250.

74. Тертичник Е.И. Исследование влажностного состояния наружных ограждений зданий на основе потенциала влажности. Дис. . канд. техн. наук. М., МИСИ, 1966.

75. Тертичник Е.И. Шкала потенциала влажности для расчетов влагопе-редачи при отрицательных температурах. // В кн.: Теплоснабжение и вентиляция. М., МИСИ, 1977. - № 144. - С. 86-93.

76. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. -М., 1977.-736с.

77. Третьяков А. Сырость и меры борьбы против нее в жилищах. // Инж. журн. 1916. № 4. - С. 311-347; № 5. - С. 415-460.

78. Ушков Ф.В. Метод расчета увлажнения ограждающих частей зданий. -М., 1955.

79. Ушков Ф.В. Теплотехнические свойства крупнопанельных стен. М., 1956.- 104с.

80. Фокин К.Ф. Паропроницаемость строительных материалов // Проект и стандарт. 1934. - № 4. - С. 17-20.

81. Фокин К.Ф. Новые данные о паропроницаемости строительных материалов. // Там же. 1936. - № 8-9. - С. 19-24.

82. Фокин К.Ф. Расчет влажностного режима наружных ограждений. -М.-Л., 1935.

83. Фокин К.Ф. Сорбция водяного пара строительными материалами. // В кн.: Вопросы строительной физики и проектирования. М.-Л., 1939. - С. 24-37.

84. Фокин К.Ф. Расчет последовательного увлажнения материалов в наружных ограждениях. // В кн.: Вопросы строительной физики в проектировании. М.-Л., 1941. - С. 2-18.

85. Фокин КФ. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. М.-Л., 1933.

86. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. 4-е изд. М., 1973. - 288с.

87. Фокин К.Ф., Хлевчук В.Р. Влажностный режим ограждающих конструкций крупнопанельных жилых домов в Москве. // В кн.: Некоторые вопросы строительной физики в оценке качества домов повышенной этажности. М., НИИМосстрой, 1969. - Вып. 6. - С. 91-106.

88. Фоломин А.И., Кузина Л.А. Влажностный режим невентилируемых совмещенных крыш жилых домов серии 1-464А. // Жилищное строительство. 1966. - № 12. - С. 19-23.

89. Фоломин А.И., Кузина JI.A., Костылева Т.Н. Вопросы влажностного режима элементов ограждающих конструкций жилых и общественных зданий. // В кн.: Сборные железобетонные крыши. М., 1975. - Вып. 5. - С. 73-115.

90. Франчук А. У. Теплопроводность строительных материалов в зависимости от влажности. М.-Л., 1941. - 108с.

91. Франчук А. У. Определение сорбционной влажности строительных материалов. // В кн.: Исследования по строительной физике. М., ЦНИ-ИПС, 1949.-№3.-С. 183-192.

92. Франчук А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов. -М., 1949. 120с.

93. Франчук А. У. Теоретические основы и метод расчета увлажнения ограждающих частей зданий. // В кн.: Исследования по строительной физике. М.-Л., ЦНИИПС, 1951. - № 4. - С. 17-59.

94. Франчук А.У. Вопросы теории и расчета влажности ограждающих частей зданий. М., 1957. - 188с.

95. Ханин С.Е. Тепловлажностная характеристика ограждающих конструкций. // Проект и стандарт. 1937. - № 10. - С. 14-19.

96. Чудинов Б.С. Вода в древесине. Новосибирск, 1984. - 272с.

97. Чудновский А.Ф. Теплообмен в дисперсных средах. М., 1954. -444с.

98. Чураев Н.В. Физико-химия процессов массопереноса в пористых телах.-М., 1990.-272с.

99. Шилъд Е., Кассельман Х.-Ф., Домен Г., Поленц Р. Строительная физика.-М., 1982.-296с.

100. Шкловер A.M. О расчете увлажнения наружных зданий методом стационарного режима. // Строительная промышленность. 1949. - № 7. - С. 20-23.

101. Шкловер A.M., Васильев Б. Ф., Ушков Ф.В. Основы строительной теплотехники жилых и общественных зданий. М., 1956. - 350с.

102. Шпайделъ К. Диффузия и конденсация водяного пара в ограждающих конструкциях. М., 1985. - 48с.

103. Эпгитейн А.С. Расчет конденсационного увлажнения конструкций. // Проект и стандарт. 1936. - № 11. - С. 10-14.

104. Эпштейн А.С. К вопросу о конденсационном увлажнении деревянных конструкций ограждений. // Там же. 1937. - № 12. - С. 19-21.

105. Эпштейн А.С. Вопросы грибкоустойчивости деревянных конструкций. // В кн.: Вопросы конструкций и теории сооружений. Харьков, 1938. -№2.-С. 341-362.

106. Эпштейн А.С. Механизм движения влаги в некоторых строительных материалах при перепаде температур. Киев, 1953. - 16с.

107. Andersson А.С. Verification of Calculation Methods for Moisture Transport in Porous Building Materials. Lund, 1985.

108. Briggs L.J., McLane J.W. The moisture equivalents of soils. U.S. Department of Agriculture. Bureau of Soils. Bui. No. 45. - Washington, 1907.

109. Buckingham E. Studies on the movement of soil moisture. U.S. Department of Agriculture. Bureau of Soil. Bui. No. 38. - Washington, 1907.

110. Crank J. The Mathematics of Diffusion. Oxford, 1975. - 414p.

111. DIN 4108: Warmeschutz im Hochbau. Berlin, 1995.

112. Gagarin V.G., Mogutov V.A. Unsteady movement of fluid in building materials. Proceedings of the ICHMT Symposium "Heat and Mass Transfer in Building Materials and Structures". - New York, 1990. - P. 43-62.

113. Gertis К. Zur praktischen Aussagekraft von Feuchtemessungen bei Bau-stoffen. // Technologie und Anwendung der Baustoffe. Berlin, 1992. - S. 1-7.

114. Glaser H. Warmeleitung und Fuechtigkeitsdurchgang durch Kuhlraumisolirungen. // Kaltetechnik. 1958. - Jg. 10. - H. 3. - S. 86-91.

115. Glaser H. Grafisches Verfahren zur Untersuchung von Diffusionsvorgangen. // Ibid. 1959. - Jg. 11. - H. 10. - S. 345-349.

116. Glaser H. Die Brauchbarkeit des graphischen Verfahrens nach DIN 4108 zur Untersuchung von Diffusionsvorgangen. Warmeschutz-Kaltechutz-Schallchutz-Brandchutz. Sonderausgabe, 1985. - S. 42-49.

117. Haupl P., Stopp H. Zur Einflub der Schwerkraft auf den verticalen Feuchtetransport. // Ibid. 1988. - Heft 28. - S. 105-126.

118. Kerestecioglu A. et al. Theoretical and Computational Investigation of Algorithms for simultaneous Heat and Moisture Transport in Buildings. Florida, 1989.

119. Kiefil K., Gertis К Feuchtetransport in Baustoffen. Eine Literaturauswer-tung zur rechnerischen Erfassung hygrischer Transportphanomene. Universitat Essen Gesamthochschule. Forschungsberichte uas dem Fachbereich Bauwesen. -No. 13, 1980.

120. Kiepi K. Kapillarer und dampfformiger Feuchtetransport in mehrschichtigen Bauteilen. Diss. Essen, 1983.

121. Kie/31 К Warmeschutzmapnahmen durch Innendammung Beurteilung und Anwendungsgrenzen aus feuchtetechnischer Sicht. // Z. Warmeschutz, Kalteschutz, Schallschutz, Brandschutz. 1992. - Jg. 37. - H. 31. - S. 26-33.

122. Klopfer H. Wassertransport durch Diffusion in Feststoffen. Wiesbaden, 1974.

123. Krus M. Ermittlung von Transport- und Speicherkengroben fur den Feuchtegehalt mineralischer Baustoffe mit neuen Meptechniken. Diss. Stuttgart, 1994.

124. Kunzel H. Gasbeton Warme- und Feuchteschutz. "Bundesverband Gas-betonindustrie", Bericht 11. - Wiesbaden, 1989.

125. Kunzel H. Zusammenhang zwischen der Feuchtigkeit von Ausenbauteilen in der Praxis und der Sorptionseigenschaften der Baustoffe. // Bauphysik. -1982.-Jg. 4.-H.3.-S. 101-107.

126. Kunzel H.M. Berechnung des zweidimensionalen, nichtisothermen Feuchtetransports in mehrschichtigen Bauteilen mit einfachen Speicher- und Transportfunktionen und bauphysikalische Anwendung. Diss. Stuttgart, 1994.

127. Slichter C. Theoretical investigation on the motion of ground water. // United States Geological Survey. 19th Annual Report 1897-98. Pt. 2. Washington, 1899. - P. 294-384.