Метод визначення рівноважного вологовмісту будівельних матеріалів огороджувальних конструкцій

Анотація

Матеріали огороджень будівель представляють собою пористі тіла, які володіють сорбційними властивостями. Підвищення вологовмісту огороджуючих конструкцій вище нормативного значення веде до зниження їх теплозахисних якостей та довговічності експлуатації. При дослідженні тепловологісного стану огороджувальних конструкцій необхідно мати у наявності значення рівноважного вологовмісту W_p матеріалу конструкції, що відповідає даній температурі Т та відносній вологості φ навколишнього середовища. Зазвичай ізотерми сорбції представляють собою емпіричні співвідношення, які апроксимують експериментально отримані графіки W_p = f(φ, Т). Методи експериментального визначення рівноважного вологовмісту є досить складними з точки зору забезпечення тривалого підтримання стаціонарного стану оточуючого газового середовища та точності вимірювання зміни маси зволожуємого матеріалу. Крім того, кожний дослід дає лише одне значення W_p при певних Т і φ, тобто отримання рівноважного вологовмісту конкретного пористого матеріалу в усьому діапазоні зміни відносної вологості повітря при даній температурі займає значний часовий інтервал. Нижче викладається алгоритм чисельного визначення ізотерми сорбції на основі даних про функцію розподілу пор по розмірах для даного капілярно-пористого матеріалу із залученням формули для рівноважної товщини δ шару конденсату на поверхні твердого тіла, що знаходиться в газовому середовищі з відповідними параметрами Т і φ. Ця формула отримана професором М. І. Нікітенко на базі його молекулярно-радіаційної теорії тепломасопереносу, у відповідності до якої перенос енергії, як і маси речовини або поля, здійснюється матеріальними носіями, що безупинно випускаються або поглинаються частинками речовини. Ця теорія пояснює розходження між класичною теорією теплопровідності і експериментальними даними та на межі переходить в рівняння Фур’є. Проведено чисельні експерименти з різними капілярно-пористими матеріалами та верифікація отриманих результатів. Вони підтверджують, що запропонований алгоритм дозволяє визначати рівноважний вологовміст будь-яких пористих матеріалів, для яких відома функція розподілу пор за розмірами, в усьому діапазоні φ при даній температурі.