Котельные установки

Изложенные выше методы расчета влажностного состояния ограждающих конструкций при диффузии водяного пара относятся к конструкциям, эксплуатируемым уже в течение нескольких лет, в результате чего влагосодержание материала приблизилось к сорбционному.
Для многих ограждающих конструкций такая сравнительная стабилизация влажностного состояния наступает только после того, как завершается основная часть процесса естественной сушки, связанная с испарением избыточного количества начальной технологической влаги.
Наибольшая эффективность естественной сушки отмечается в теплое время года, когда температура наружного и внутреннего воздуха незначительно отличается друг от друга, в связи с чем можно считать, что процесс высыхания конструкции и перемещения влаги в ней происходит при постоянной температуре (в изотермических условиях). Для этих условий справедливо уравнение влагопроводности (1.9 и VI.19).
Из уравнения (1.9) методами теории подобия может быть установлен безразмерный критерий Фурье TV, характеризующий сравнимые условия перемещений влаги.Распределение влаги по толщине однородной высыхающей конструкции в течение преобладающего времени сушки неравномерно: в поверхностных слоях, непосредственно соприкасающихся с воздушной средой, влагосодержание мало, в средней части — более высоко (рис. VI.19). При значительной толщине однородных стен влажностное состояние материала в средних слоях конструкции изменяется медленно и в сравнительно незначительных пределах. Основная часть однородной массивной стены сохраняет в определенный период года относительное постоянство влагосодержания на уровне, отвечающем средним микроклиматическим условиям (внешним и внутренн-им), особенностям эксплуатации здания и физико-техническим свойствам материала, из которого выполнена конструкция.Колебания температуры и влажности, происходящие в наружной и внутренней воздушной среде, в наибольшей мере затухают во внешних слоях массивной ограждающей конструкции. С этим связано изменение физического состояния этих слоев конструкции: нагревание и охлаждение, высыхание и увлажнение.
Толщина поверхностных слоев ограждающей конструкции, в которых происходят резкие колебания влагосодержания в отдельные периоды года, зависит от свойств материалов и длительности периодов изменения внешних воздействий и может быть существенно различной. В известной мере толщина этих слоев конструкции близка к толщине слоя резких температурных колебаний, рассматриваемого в теории теплоустойчивости.

Чем длительнее процесс естественной сушки, тем больше вероятность хронического засырения стен; такая вероятность наиболее велика для стен, выпЬлненных из шлакобетона и золобетона. В тех случаях, когда длительность основной части процесса естественной сушки, установленная расчетом по формуле (VI.37), превышает 2 года, целесообразно в процессе проектирования уменьшить вероятность засырения стен путем применения пустотных изделий, дополнительного утепления и уменьшения толщины конструкции, введения осушающих воздушных прослоек.
Наиболее длительные сроки естественной сушки характерны для трехслойных ограждающих конструкций, в которых внешние слои выполнены из плотных материалов, например, железобетонных панелей или других малопроницаемых элементов, а внутренний слой, осуществленный из ячеистых бетонов или других материалов с высоким начальным влагосодержанием, изолирован от воздушной среды этими плотными внешними слоями. Толщина их невелика и обычно меньше толщины слоя резких температурных колебаний; быстро устанавливающееся равновесное влагосодержание этих внешних слоев, как правило, находится в пределах сорб-ционного, а в летний период года, когда следует ожидать наиболее интенсивной естественной сушки конструкции, — приближается к равновесному при 50% относительной влажности, или еще меньшей.
Перемещение избыточной влаги, содержащейся в ячеистом бетоне или другом материале с высоким влагосодержанием, ограничивается плотностью этих высохших внешних слоев, сопротивление которых влага может преодолевать только в парообразной фазе. В этих условиях удлинение периода естественной сушки трехслойной конструкции, по сравнению с однородной из ячеистого бетона, может быть установлено с учетом увеличения сопротивления паропроницанию внешних плотных слоев и возникновения сопротивления влагообмену на их поверхности, граничащей с ячеистым бетоном.Конечно, чем продолжительнее естественная сушка ограждающих конструкций, тем больше вероятность дополнительного их увлажнения конденсационной влагой и другими ее видами.
В связи с этим достижение конструкцией равновесного влагосодержания может отдаляться, поскольку вероятно чередование естественно протекающих процессов обезвоживания материала с его эпизодическими увлажнениями.
Высокое влагосодержание не характерно для тонких и пустотелых ограждающих конструкций, подвергшихся после монтажа высыханию в течение одного устойчивого летнего периода и не имеющих источников добавочного увлажнения.

Расчет изменений влажностного состояния покрытий приведен для наиболее невыгодного случая, т. е. учтено дополнительное увлажнение конструкций в связи с началом эксплуатации, совпадающим с наступлением холодного периода года.
Верхняя волнообразная кривая с наибольшими колебаниями значений выражает изменения влагосодержания в подкровельном слое защитного настила, выполненного из непросушенной древесины с влажностью 23% по весу.
Горизонтальная пунктирная линия соответствует верхнему пределу сорбционного увлажнения древесины (31,5% весовой влажности). Заштрихованные площади внутри волнообразных кривых, лежащие выше этой линии, указывают на конденсацию свободной жидкой влаги в древесине.
Нижняя кривая выражает изменения влагосодержания в подкровельном слое покрытия при начальной влажности древесины 16%.
Пунктирная кривая, проходящая через точки наибольших значений влагосодержания древесины, представляет общую закономерность уменьшения этих значений с течением времени.
Из рис. VI.22 видно, что среднегодовое значение влагосодержания покрытий не является стабильным. По мере естественной сушки конструкции оно стремится к устойчивому значению, соответствующему внутренним и наружным климатическим условиям. Периодом колебаний влажности является год. Колебания влагосодержания, вызываемые внешними температурно-влажност-ными воздействиями, совпадают с изменениями последних по длительности периода, хотя и следуют за ними с некоторым запозданием.
Эта закономерность изменений влажностного состояния покрытий подтверждается имеющимися натурными исследованиями.
Практика эксплуатации бесчердачных покрытий показывает, что их разрушения, проявляющиеся в поражении биологическими процессами, вспучиваниях и отслоениях кровельного рулонного ковра и т. д., имеют место главным образом в течение первых лет службы и преимущественно в тех конструкциях, которые были выполнены в осенне-зимний период.
Во влажных климатических районах процесс высыхания покрытий растягивается на несколько лет, в течение которых возможны указанные выше разрушения, тогда как в сухих районах опасной является только первая зима после возведения покрытия.
Покрытия с рулонной кровлей наиболее опасны по сравнению с другими видами ограждающих конструкций с точки зрения возможности переувлажнения диффундирующей из помещения парообразной влагой, если эти ограждения в целом или их утепляющий слой выполнены из недостаточно плотных материалов; они должны быть предохранены от увлажнения необходимой пароизоляцией, расчет которой был указан выше.
Приведенные на предыдущих рисунках закономерности изменений влагосодержания бесчердачных деревянных покрытий могут быть с определенными коррективами распространены и на аналогичные однородные конструкции, выполненные из какого-либо другого материала.
При этом интенсивность сезонных ежегодных увлажнений будет зависеть от проницаемости материала и его влагоемкости, а сроки достижения равновесного влагосодержания — от внешних климатических условий и микроклимата ограждаемого помещения.
В отношении покрытий над отапливаемыми помещениями с нормальным влажностным режимом решающее значение для скорости естественной сушки имеет интенсивность солнечной радиации в рассматриваемой местности.
Радиационная естественная сушка наиболее эффективна и быстротечна; в северных районах с преобладанием облачной погоды, длительность процесса обезвоживания конструкции покрытия может распространяться на ряд лет, тогда как в местностях с солнечным летним климатом она резко сокращается.

С капитальностью зданий непосредственно связано представление о долговечности, т е. сроках службы, отдельных конструкций, от которых зависит и общий срок службы здания в целом. Под долговечностью следует понимать длительное время, в течение которого основные элементы конструкций оказывают сопротивление разрушающим внешним воздействиям, например, эксплуатационным нагрузкам, колебаниям температур, действию влаги или агрессивной среды и при наличии необходимого технического обслуживания (например, периодических осмотров и текущих ремонтов) сохраняют прочность, непроницаемость, теплозащитные качества и другие важные физико-технические свойства на уровне не ниже первоначальных, учтенных при проектировании.
Для характеристики неизменности эксплуатационных качеств зданий с течением времени большое значение имеет также длительность безремонтной службы конструкций в целом или их отдельных элементов; для многих отделочных и изоляционных слоев такая длительность ч*асто совпадает с общим сроком службы, т. е. с понятием долговечности, поскольку при ремонте конструкций эти слои обычно заменяются новыми.
Срок службы здания в целом зависит от долговечности его основных конструкций, т. е. фундаментов, несущих стен или каркаса. Если эти основные конструкции разрушились, то перестает существовать и все здание; в отдельных случаях можно обсуждать вопрос о его полном восстановлении или перестройке.
Другие конструктивные элементы, особенно объединяемые понятием ограждающих конструкций (т. е. заполнение каркаса, кровля, полы, оконные переплеты и т. д.), могут обладать меньшей долговечностью; в этом случае они по мере износа (т. е. прогрессирующего постепенного разрушения) заменяются при капитальных ремонтах здания, что может происходить несколько раз в течение его общего периода службы. При правильно организованной технической эксплуатации здания долговечность его ограждающих конструкций повышаетс я (своевременно проводимые осмотры, текущие ремонты и т. д.) *.
Наиболее короткие сроки службы характерны для защитно-отделочных слоев, предохраняющих конструкции здания от постепенного разрушения (влагоизоляционные и фактурные слои, наружная отделка, окраска и т. д.), а также для кровель зданий и других конструктивных элементов, непосредственно подвергающихся климатическим воздействиям. Одной из существенных задач, представляющих значительный экономический интерес для современное массового строительства, является всемерное сохранение и продление сроков службы этих защищающих здания и относительно быстро разрушающихся элементов.