Численное исследование температурного режима термически неоднородной трехслойной стеновой конструкци

В исследовании рассматривается температурно-влажностный режим термически неоднородной ограждающей конструкции - наружной стены общественного здания.

Моделирование характерного участка термически неоднородной стены выполнено в программном комплексе ANSYS. При расчете температурного поля применены конечные элементы типа PLANE77. Для учета коэффициентов теплоотдачи в исследовании были учтены фиктивные слои с соответствующим термическим сопротивлением. Толщина фиктивного слоя может быть назначена произвольно – физически толщина данного слоя соответствует некоторой области воздуха вблизи соответствующей грани конструкции (охлажденного воздуха для внутренней поверхности стены и нагретого - для наружной поверхности). В настоящем исследовании толщина фиктивного слоя назначалась равной 50мм.

Выводы: 1. Программный комплекс ANSYS позволят производить корректное моделирование термически неоднородных конструкций с определением температурно-влажностного режима конструкции. 2. Наличие жесткой связи (соединительного ребра) в трехслойных стенах существенно влияет на температурно-влажностный режим конструкции, в связи с чем расчет данной конструкции в одномерном пространстве является неточным. 3. Влияние соединительного ребра в конструкции прослеживается на расстоянии в 1,5-2 раза превышающем характерный размер конструкции (толщину конструкции). За пределами данного расстояния расчет многослойной конструкции можно производить как конструкции в одномерном пространстве. 4. При отсутствии пароизоляционного слоя в многослойной конструкции происходит выпадение конденсата, как в толще утеплителя, так и в толще наружного слоя бетона. 5. Наличие пароизоляции в виде ограниченно проницаемой мембраны (полиэтиленовой пленки) позволяет уменьшить влажность материалов в конструкции и уменьшить размеры зон конденсации, но не позволяет полностью исключить образование конденсата в толще ограждающей конструкции. 6. При использовании паронепроницаемой мембраны влажность конструкции не представляет опасности, при этом полностью исключить образование зон конденсации невозможно вследствие невозможности исключения потока пара через соединительное ребро.