fizyka budowli 2

Politechnika WrocławskaWydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

Zakład Budownictwa Ogólnego

Temat 2 ćwiczenia projektowegoz „Budownictwa ogólnego”

Wykonał:

Olejniczak Zbigniew

Sprawdził:

Dr inż. A. Klimek

SPIS TREŚCI

TEMAT ĆWICZENIA..........................................................................................................2

1. SPRAWDZENIE WSPÓŁCZYNNIKA UC.....................................................................3

1.1. WYZNACZENIE OPORU CIEPLNEGO PRZEGRODY............................................................31.2. WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA PRZENIKANIA CIEPŁA (UC)........................................41.3. WYKRES ROZKŁADU TEMPERATUR W PRZEGRODZIE.....................................................5

2. SPRAWDZENIE MOŻLIWOŚCI ROSZENIA NA POWIERZCHNI WEWNĘTRZNEJ PRZEGRODY.......................................................................................7

3. SPRAWDZENIE MOŻLIWOŚCI KONDENSACJI PARY WODNEJ W PRZE-GRODZIE...............................................................................................................................7

3.1. WYZNACZENIE WARTOŚCI CIŚNIENIA CZĄSTECZKOWEGO PARY NASYCONEJ W PRZEGRODZIE + WYKRES......................................................................................................8

3.1.1. Wyznaczenie oporów dyfuzyjnych warstw.............................................................83.1.2. Wykres ciśnienia pary wodnej nasyconej w przegrodzie.......................................8

3.2. ZBADANIE PRZEGRODY PRZY TEMPERATURZE ZEWNĘTRZNEJ TE=0°C........................103.2.1. Wykres ciśnienia pary wodnej nasyconej w przegrodzie dla te=0°C...................10

3.3. ZBADANIE PRZEGRODY PRZY TEMPERATURZE ZEWNĘTRZNEJ TE=5°C........................123.3.1. Wykres ciśnienia pary wodnej nasyconej w przegrodzie dla te=5°C...................12

3.4. ZBADANIE PRZEGRODY PRZY TEMPERATURZE ZEWNĘTRZNEJ TE=10°C......................143.4.1. Wykres ciśnienia pary wodnej nasyconej w przegrodzie dla te=10°C.................14

3.5. WYZNACZENIE TEMPERATURY ZEWNĘTRZNEJ PRZY KTÓREJ ROZPOCZYNA SIĘ KONDENSACJA (T’E)............................................................................................................16

3.5.1. Wyznaczenie strefy kondensacji w przegrodzie i ilości kondensatu....................163.5.2. Ilość wysychającej wilgoci w okresie wysychania przegrody..............................19

Wnioski..................................................................................................................................20

1

Temat ćwiczenia

2

1. Sprawdzenie współczynnika Uc

Rysunek poglądowy wraz z wymiarami

1.1. Wyznaczenie oporu cieplnego przegrody

MateriałWspółczynnikprzewodzenia

ciepła (λ)1

-

Gazobeton 0.0952

Styropian 0.045Tynk wapienny 0.70Tynk cem-wap 0.82

,gdzie:

d – szerokość warstwy wyrażona w m.,λ – współczynnik przewodnictwa cieplnego,

1 Na podstawie normy PN-EN ISO 6946:1999, warunki średniowilgotne2 Na podstawie danych producenta www.ytong.pl - oznaczenie dla Ytong 0.35

3

Rsi – opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni,Rse - opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni.

W podanym przykładzie zakładamy kierunek strumienia powietrza w kierunku poziomym, w związku z czym:

1.2. Wyznaczenie współczynnika przenikania ciepła (Uc)

gdzie:

i:ΔUg – poprawka z uwagi na nieszczelność,ΔUf – poprawka z uwagi na łączniki mechaniczne,ΔUr – poprawka z uwagi na wpływ opadów dla dachu o odwróconym układzie warstw.

Ponieważ izolacja jest ułożona tak, że nie ma możliwości cyrkulacji powietrza po cieplejszej stronie izolacji oraz nie występują nieszczelności przechodzące przez całą szerokość izolacji:

Zgodnie z układem warstw nie występują żadne łączniki mechaniczne pomiędzy warstwami, więc:

Badaną przegrodą jest ściana przez co:

4

Po uwzględnieniu wszystkich wyliczonych poprawek otrzymujemy:

1.3. Wykres rozkładu temperatur w przegrodzie

Zgodnie z założeniami zadania rozpatrywany budynek usytuowany jest w Legnicy. Powołując się na normę PN-82/B-02403 Ogrzewnictwo – temperatury obliczeniowe zewnętrzne przyjmuję temperaturę obliczeniową na zewnątrz przegrody ti = -18°C.Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie §134.2 przyjmuję temperaturę wewnętrzną dla pokoju te = 20°C.

Odległość od wnętrza pomieszczenia

Opór cieplny [m2K/W]

Temperatura [oC]

Wewnętrzna powierzchnia 0.13 18.90Tynk wap/gazobeton 0.159 18.6512 cm 1.211 9.7322 cm 2.264 0.80Gazobeton/styropian 3.316 -8.13Styropian/tynk cem-wap 4.428 -17.56Zewnętrzna powierzchnia 4.440 -17.66

5

2. Sprawdzenie możliwości roszenia na powierzchni wewnętrznej przegrody

Dane:

Temperatura na wewnętrznej powierzchni przegrody:

Wartość ciśnienia cząsteczkowego pary wodnej nasyconej w powietrzu dla temperatury νi = 19.275°C:

Wartość ciśnienia cząsteczkowego pary wodnej nasyconej dla temperatury 20°C wynosi 23.45hPa.

Rzeczywiste ciśnienie cząsteczkowe pary wodnej w pomieszczeniu:

Dla wyznaczonego ciśnienia pi z tabeli z normy odczytano wartość temperatury punktu rosy:

Wniosek:Nie występuje kondensacja na wewnętrznej powierzchni przegrody.

3. Sprawdzenie możliwości kondensacji pary wodnej w przegrodzie

Wartość ciśnienia cząsteczkowego pary wodnej nasyconej w powietrzu dla temperatury νe = -5°C

Rzeczywiste ciśnienie pary wodnej na zewnątrz budynku:

7

3.1. Wyznaczenie wartości ciśnienia cząsteczkowego pary nasyconej w przegrodzie + wykres



Temperatura [oC]

Wartość ciśnienia cząsteczkowego pary

nasyconej [hPa]Wewnętrzna powierzchnia 0.13 19.27 22.375Tynk wap/gazobeton 0.159 19.12 22.1412 cm 1.211 13.24 15.1222 cm 2.264 7.37 10.28Gazobeton/styropian 3.316 1.49 6.81Styropian/tynk cem-wap 4.428 -4.71 4.12Zewnętrzna powierzchnia 4.440 -4.78 4.09

3.1.1. Wyznaczenie oporów dyfuzyjnych warstw

WarstwaGrubość

[m]

Współczynnik paroprzepuszczalnośc

i

3

Opór dyfuzyjny

Tynk wewnętrzny 0.02 45 4.44Gazobeton 0.3 1004 30.00Styropian 0.05 12 41.67Tynk zewnętrzny 0.01 45 2.22

3.1.2. Wykres ciśnienia pary wodnej nasyconej w przegrodzie

3 Na podstawie nieobowiązującej już normy PN-91/B-020204 Wartość zaczerpnięta dla gazobetu, nie zaś dokładnie dla materiału Ytong

8

Zauważmy, że płaszczyzna maksymalnej kondensacji pokrywa się z granicą warstw gazobeton/styropian.

Obliczmy ciśnienie kondensacji:

gdzie:rk – opór dyfuzyjny od wewnętrznej powierzchni do powierzchni maksymalnej kondensacjir – całkowity opór dyfuzyjny przegrody

Ponieważ 11.35>6.81 więc występuje kondensacja.

3.2. Zbadanie przegrody przy temperaturze zewnętrznej te=0°C



Temperatura [oC]


nasyconej [hPa]Wewnętrzna powierzchnia 0.13 19.42 22.57

Tynk wap/gazobeton 0.159 19.29 22.2612 cm 1.211 14.59 16.6222 cm 2.264 9.89 12.18

Gazobeton/styropian 3.316 5.19 8.84Styropian/tynk cem-wap 4.428 0.23 6.23

Zewnętrzna powierzchnia 4.440 0.18 6.20

3.2.1. Wykres ciśnienia pary wodnej nasyconej w przegrodzie dla te=0°C

10








Temperatura [oC]







12








Temperatura [oC]







14

3.5. Wyznaczenie temperatury zewnętrznej przy której rozpoczyna się kondensacja (t’e)

Ciśnienie kondensacji dla te=10°C:

Ciśnienie kondensacji dla te=5°C:

Otrzymujemy:

Dla II strefy klimatycznej (Legnica) średnia temperatura powietrza okresu kondensacji wynosi t’’e=0.5°C, oraz liczba dób w ciągu roku z=182 o temperaturze równej lub niższej od średniej dobowej temperatury powietrza na zewnątrz t’e=9.57°C, będącej temperaturą początku kondensacji.

Długość okresu kondensacji w godzinach:

3.5.1. Wyznaczenie strefy kondensacji w przegrodzie i ilości kondensatu



Temperatura [oC]



Tynk wap/gazobeton 0.159 19.31 22.42

16

12 cm 1.211 14.73 16.7722 cm 2.264 10.15 12.41



Ilość kondensatu powstającego w przegrodzie w całym okresie kondensacji obliczamy ze wzoru:

gdzie:Tz – długość okresu kondensacji w godzinach,p`s – wartość ciśnienia w punkcie przecięcia się linii wyznaczających dopuszczalne i realne ciśnienia pary nasyconejp``s – wartość ciśnienia w drugim punkcie przecięcia się linii wyznaczających dopuszczalne i realne ciśnienia pary nasyconejr` - wartość oporu dyfuzyjnego od wnętrza przegrody do punktu o rzędnej p`s

r`` - wartość oporu dyfuzyjnego od wnętrza przegrody do punktu o rzędnej p``s

Strefę kondensacji wraz z wartościami charakterystycznymi wyznaczam graficznie (rysunek na następnej stronie)

17

3.5.2. Ilość wysychającej wilgoci w okresie wysychania przegrody5

gdzie:Te – długość okresu wysychania [h]

- ciśnienie cząsteczkowe pary wodnej odpowiednio w pomieszczeniu i na zewnątrz pomieszczenia dla okresu wysychania

- średnia wartość ciśnienia pary nasyconej w strefie kondensacji w okresie wysychania

Średnia temperatura powietrza okresu wysychania dla strefy III:

Średnia wilgotność względna powietrza okresu wysychania dla strefy III:

Temperatura na granicach strefy kondensacji

Wartość oporu cieplnego liczona od wewnątrz do początku strefy kondensacji:

Odczytujemy z normy odpowiadające tym temperaturą wartości ciśnienia cząsteczkowego pary nasyconej.

5 Ponieważ nie znalazłem adekwatnej normy potrzebne dane, takie jak: długość okresu wysychania, średnia wilgotność względna powietrza, średnia temperatura powietrza dla okresu wysychania pobrałem z książki „Materiały do ćwiczeń z fizyki budowli” – Marszałek, Nowak, Śliwowski

19

Wnioski

Należy doszczelnić materiałem paroizolacyjnym przegrodę ponieważ obliczenia wskazują, że z roku na rok będzie się powiększać jej zawilgocenie. Jest to niekorzystne zarówno pod względem wytrzymałościowym, jak również zdrowotnym.

20

fizyka budowli 2

Documents