Развитие теории тепло-влажностного режима ограждающих конструкций с использованием дискретно-континуального подхода для оптимизации проектирования зданий и повышения их энергосбережения

Рассмотрены математические модели отечественных и зарубежных ученых К.Ф. Фокина, В.Н. Богословского, В.Г. Гагарина, В.В. Козлова и В.И. Лукьянова, H.M. Künzel, L. Pel и J. Arfvidsson. Рассмотрено уравнение стационарного влагопереноса, описывающее перенос водяного пара под действием потенциала влажности. Разработан графический метод определение зоны максимального увлажнения. Также получена таблица, осуществляющая связь температуры максимального увлажнения и комплекса максимального увлажнения с шагом в 1 ℃. Сформулированы три способа анализа ограждающей конструкции. Первый способ анализа позволяет определять зону максимального увлажнения внутри слоя стены здания. Второй способ позволяет находить зону максимального увлажнения на границах между слоями стены здания. Третий способ определяет зону максимального увлажнения на наружной поверхности конструкции. Проведены экспериментальные исследования коэффициентов переноса и состояния влаги. Были определены следующие характеристики строительных материалов: паропроницаемость, изотерма сорбции, статическая влагопроводнось строительного материала. На основании теории потенциала влажности предложено дифференциальное уравнение влагопереноса и сформулирована система уравнений тепло-влагопереноса, состоящая из дифференциального уравнения теплопроводности, предложенного дифференциального уравнения влагопереноса, уравнения связи между температурным и влажностным полями, пространственно-временной области, краевых и начальных условий. Решение уравнения нестационарного влагопереноса осуществлено несколькими методами: с помощью конечно-разностного подхода и с помощью дискретно-континуального подхода. Была проведена верификация предложенного дискретно-континуального подхода с помощью других методов расчета влажностного режима стеновых ограждающих конструкций, которая подтвердила достоверность результатов, получаемых по дискретно-континуальному подходу. Было рассмотрено два вариант применения результатов математического моделирования нестационарного влажностного режима для коттеджного здания со стеновой ограждающей конструкцией из СФТК с основанием из газобетона и утеплителем из пенополистирола. Первый вариант относится к реконструкции системы отопления уже существующего здания. Второй вариант описывает возможность уменьшения толщины слоя утеплителя для вновь возводимого здания. Предложенное применение результатов расчета нестационарного влажностного режима заменяет метод назначения расчетной влажности по параметрам А и Б.