Применение теории потенциала влажности в оценке тепловлажностного режима ограждающих конструкций зданий

Проведен обзор существующих математических моделей по влажностному режиму. Описаны методы, позволяющие рассчитывать влагоперенос в сорбционной зоне увлажнения и в сверхсорбционной. Показаны особенности расчета распределения влаги с применением теории потенциала влажности. Предложен новый дискретно-континуальный метод расчета влажностного состояния ограждения, позволяющий определять нестационарный влажностный режим по аналитическому выражению без применения численных методов. Выведены две формулы для однослойной и для многослойной ограждающих конструкций здания соответственно. Формула позволяет определять распределение потенциала влажности в различных сечениях ограждающих конструкций зданий. Эффективность метода доказана путем сравнения полученных результатов с вычислениями по нестационарному и инженерному квазистационарному методам расчета. Рассчитан влажностный режим однослойной ограждающей конструкции в городе Москве из газобетонных блоков, а также двухслойной ограждающей конструкции с основанием из глиняного кирпича и облицовкой из силикатного кирпича. Показано, что результаты расчета по предложенному методу и количественно и качественно близки к распределению, получаемому по нестационарному методу расчета как для однослойных, так и для многослойных ограждающих конструкций. Метод рекомендован для использования в инженерной работе, так как позволяет учитывать инерционность увлажнения ограждающей конструкции здания.

К.П. ЗУБАРЕВ^1,2,3, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
² Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)
3 Российский университет дружбы народов (РУДН) (117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6)

1. Vavrovic B. Importance of envelope construction renewal in panel apartment buildings in terms of basic thermal properties // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 855, pp. 97–101. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.855.97
2. Мачинский В.Д. О конденсации паров воздуха в строительных ограждениях // Строительная промышленность. 1927. № 1. С. 60–62.
3. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий / Под ред. Ю.А. Табунщикова, В.Г. Гагарина. 5-е изд., пересмотр. М.: АВОК-ПРЕСС, 2006. 256 с.
4. Лукьянов В.И., Хлевчук В.Р., Гагарин В.Г., Могутов В.А. Руководство по расчету влажностного режима ограждающих конструкций зданий. М.: Стройиздат, 1984. 168 с.
5. Гагарин В.Г. Теория состояния и переноса влаги в строительных материалах и теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий: Дис. ... д-ра техн. наук. М., 2000. 396 с.
6. 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. … д-ра техн. наук. М., 1994. 456 с.
7. Galbraith G.H., Guo J.S., McLean R.C. The effect of temperature on the moisture permeability of building materials // Building research and information. 2000. Vol. 28. No. 4, pp. 245–259. DOI: https://doi.org/10.1080/09613210050073706
8. Богословский В.Н. Основы теории потенциала влажности материала применительно к наружным ограждениям оболочки зданий: Монография / Под ред. В.Г. Гагарина. М.: МГСУ, 2013. 112 с.
9. Лыков А.В. Теоретические основы строительной теплофизики. Минск, 1961. 520 с.
10. Перехоженцев А.Г. Исследование процессов влагопереноса в пористых строительных материалах при решении задач прогноза влажностного состояния неоднородных ограждающих конструкций зданий: Дис. ... д-ра техн. наук. М., 1998. 323 с.
11. Künzel H.M. Simultaneous heat and moisture and moisture transport in building components. Simultaneous heat and moisture and moisture transport in building components. PhD Thesis, Fraunhofer Institute Building Physics, Germany. 1995. 102 p.
12. Arfvidsson J., Claesson J. Isothermal moisture flow in building materials: modelling, measurements and calculations based on Kirchhoff’s potential // Building and environment. 2000. Vol. 35. Iss. 6, pp. 519–536. https://doi.org/10.1016/S0360-1323(99)00045-1
13. Козлов В.В. Метод инженерной оценки влажностного состояния современных ограждающих конструкций с повышенным уровнем теплозащиты при учете паропроницаемости, влагопроводности и фильтрации воздуха: Дис. … канд. техн. наук. М., 2004. 155 с.
14. Золотов А.Б., Мозгалева М.Л., Акимов П.А., Сидоров В.Н. Об одном дискретно-континуальном подходе к решению одномерной задачи теплопроводности // Academia. Архитектура и Строительство. 2010. № 3. С. 287–291.
15. Gagarin V.G., Akhmetov V.K., Zubarev K.P. Moisture behavior calculation of single-layer enclosing structure by means of discrete-continuous method. MATEC Web Conf. International Science Conference SPbWOSCE-2017 “Business Technologies for Sustainable Urban Development”. 2018. Vol. 170. https://doi.org/10.1051/matecconf/201817003014