7316
.pdfФактическое сопротивление воздухопроницанию Ru наружной стены:
Ru = (373·20/15) + (21·250/140) + (2·120/50) + 1 = 540,6 (м2·ч·Па)/кг
Ru = 540,6 (м2·ч·Па)/кг > Ruтр= 107,6 (м2·ч·Па)/кг – нормативное требова-
ние к воздухопроницаемости наружного ограждения выполняется.
3.3. Расчет защиты наружной стены от переувлажнения
Защита от переувлажнения ограждающих конструкций должна обеспечи-
ваться путем проектирования ограждающих конструкций с сопротивлением па-
ропроницанию внутренних слоев не менее требуемого значения, определяемого расчетом одномерного влагопереноса (осуществляемому по механизму паро-
проницаемости). Сопротивление паропроницанию Rп, м2·ч·Па/мг, ограждаю-
щей конструкции должно быть не менее наибольшего из следующих требуемых сопротивлений паропроницанию:
а) требуемого сопротивления паропроницанию Rптр1 , м2·ч·Па/мг (из усло-
вия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации), определяемого по формуле:
Rптр1 |
|
(eв |
E)Rп.н. |
, |
|
(3.5) |
|
|
|
||||
|
|
|
E eн |
|
|
|
б) требуемого сопротивления паропроницанию |
Rтр |
, м2·ч·Па/мг (из усло- |
||||
|
|
|
|
|
п2 |
|
вия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательны-
ми средними месячными температурами наружного воздуха), равного:
Rптр2 |
|
0,0024z0 (eв E0 ) |
, |
(3.6) |
|
||||
|
|
ρw w w η |
|
где eв – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при рас-
четных температуре и относительной влажности воздуха в помещении:
|
|
|
в |
|
|
|
|
eв |
|
|
E |
в |
, |
(3.7) |
|
|
|
||||||
|
100 |
|
|
|
|
||
|
30 |
|
|
|
|
|
где Ев – парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температу-
ре внутреннего воздуха помещения tв; φв – относительная влажность внутрен-
него воздуха, 60 %; Rп.н – сопротивление паропроницанию, (м2·ч·Па)/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ог-
раждающей конструкции и плоскостью максимального увлажнения; eн – сред-
нее парциальное давление водяного пара наружного воздуха за годовой период,
Па; z0 – продолжительность периода влагонакопления, сут, принимаемая рав-
ной периоду с отрицательными средними месячными температурами наружно-
го воздуха; Е0 – парциальное давление насыщенного водяного пара в плоскости максимального увлажнения, Па, определяемое при средней температуре на-
ружного воздуха периода влагонакопления z0; ρw – плотность материала увлаж-
няемого слоя, кг/м3; δw – толщина увлажняемого слоя ограждающей конструк-
ции, м, принимаемая равной 2/3 толщины однородной (однослойной) стены или толщине слоя многослойной ограждающей конструкции, в котором располага-
ется плоскость максимального увлажнения; w – предельно допустимое при-
ращение влажности в материале увлажняемого слоя, % по массе, за период вла-
гонакопления z0, принимается по таблице 10 [1].
В том случае, если плоскость максимального увлажнения приходится на
стык между двумя слоями, δw w в формуле (3.6) принимается равной сумме
δw1 w1 + δw2 w2, где δw1 и δw2 – половины толщин стыкующихся слоев;
Парциальное давление насыщенного водяного пара в плоскости макси-
мального увлажнения за годовой период эксплуатации E, Па, равно: |
|
E = (E1z1 + E2z2 + E3z3 )/12, |
(3.8) |
где E1, E2, E3 – парциальные давления насыщенного водяного пара в плоскости максимального увлажнения, соответственно зимнего, весенне-осеннего и лет-
него периодов, Па, определяемые по температуре в плоскости максимального увлажнения при средней температуре наружного воздуха соответствующего периода; z1, z2, z3 – продолжительность зимнего, весенне-осеннего и летнего пе-
риодов года, мес., определяемая с учетом следующих условий: к зимнему пе-
риоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже
31
минус 5 °С; к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними темпе-
ратурами наружного воздуха от минус 5 до 5 °С; к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами воздуха выше 5 °С.
Коэффициент η, определяемый по формуле:
η |
0,0024 E |
0 |
eн,отр |
z0 |
, |
(3.9) |
|
|
|
|
Rп,н
где eн,отр – среднее парциальное давление водяного пара наружною воздуха пе-
риода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, Па.
При определении парциального давления Е3 для летнего периода темпе-
ратуру в плоскости максимального увлажнения во всех случаях следует прини-
мать не ниже средней температуры наружного воздуха летнего периода, парци-
альное давление водяного пара внутреннего воздуха eв – не ниже среднею пар-
циального давления водяного пара наружного воздуха за этот период.
Плоскость максимального увлажнения определяется для периода с отри-
цательными среднемесячными температурами следующим образом:
а) Для каждого слоя многослойной ограждающей конструкции вычисля-
ется значение комплекса fi(tм.у), характеризующего температуру в плоскости максимального увлажнения:
fi |
(tм.у ) 5330 |
R |
п.о. (t |
в |
tн.отр ) |
|
μ |
i |
, |
(3.10) |
R0усл (eв |
eн.отр ) |
|
|
|||||||
|
|
|
λi |
|
где Rп.о. – общее сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции, (м2·ч·Па)/мг; R0усл – условное сопротивление теплопередаче однородной много-
слойной ограждающей конструкции, (м2·°С)/Вт; tн,отр – средняя температура на-
ружного воздуха для периода с отрицательными среднемесячными температу-
рами, °С; λ1, μ1 – расчетные коэффициенты теплопроводности, Вт/(м2·°С), и па-
ропроницаемости, мг/(м·ч·Па), материала соответствующего слоя.
б) По полученным значениям комплекса fi(tм.у) по таблице 11 [1] опреде-
ляются значения температур в плоскости максимального увлажнения, tм.у, для каждого слоя многослойной конструкции.
32
в) Составляется таблица, содержащая: номер слоя, tм.у для этого слоя,
температуры на границах слоя, полученные расчетом по формуле (3.11) (при средней температуре наружного воздуха периода с отрицательными среднеме-
сячными температурами).
г) Для определения слоя, в котором находится плоскость максимальною увлажнения, производится сравнение полученных значений tм.у с температура-
ми на границах слоев конструкции. Если температура tм.у в каком-то из слоев расположена в интервале температур на границах этого слоя, то делается вывод о наличии в данном слое плоскости максимального увлажнения и определяется координата плоскости хм y (в предположении линейного распределения темпе-
ратуры внутри слоя).
д) Если в каждом из двух соседних слоев конструкции отсутствует плос-
кость с температурой tм.у, при этом у более холодного слоя tм.у выше его темпе-
ратуры, а у более теплого слоя tм.у ниже его температуры, то плоскость макси-
мального увлажнения находится на границе этих слоев.
Если внутри конструкции плоскость максимального увлажнения отсутст-
вует, то она расположена на наружной поверхности конструкции.
Если при расчете обнаружилось две плоскости с tм.у в конструкции, то за плоскость максимального увлажнения принимается плоскость расположенная в слое утеплителя. Для многослойных ограждающих конструкций с выраженным теплоизоляционным слоем (сопротивление теплоизоляционного слоя больше
2/3R0усл ) и наружным защитным слоем, коэффициент паропроницаемости мате-
риала которого меньше, чем у материала теплоизоляционного слоя, допускает-
ся принимать плоскость максимального увлажнения на наружной границе уте-
плителя при условии выполнения неравенства:
μут |
2 |
, |
(3.11) |
|
λут
где λут μут – расчетный коэффициент теплопроводности, Вт/(м2·°С), и паропро-
ницаемости, мг/м·ч·Па, материала теплоизоляционного слоя.
33
Парциальное давление насыщенного водяного пара Е, Па, при температу-
ре t,°С от минус 40 до плюс 45 °С. определяется по формуле:
11 |
|
|
5330 |
, |
(3.12) |
|
E 1,84 10 |
exp |
|
|
|
||
|
||||||
|
|
|
273 t |
|
|
Сопротивление паропроницанию Rпi, м2·ч·Па/мг, однослойной или от-
дельного слоя многослойной ограждающей конструкции равно:
Rni |
|
δi |
, |
(3.13) |
|
||||
|
|
μi |
|
где δi – толщина слоя ограждающей конструкции, м; μi – расчетный коэффици-
ент паропроницаемости слоя ограждающей конструкции, мг/(м·ч·Па).
Сопротивление паропроницанию Rп.о., (м2·ч·Па)/мг, многослойной ограж-
дающей конструкции (или ее части) равно сумме сопротивлений паропроница-
нию составляющих ее слоев: |
|
Rп.о. = ∑ Rni, |
(3.14) |
Для обеспечения требуемого сопротивления паропроницаниюRптр ограж-
дающей конструкции следует определять сопротивление паропроницанию Rп
конструкции в пределах от внутренней поверхности до плоскости максималь-
ного увлажнения. Температуру t, °С, ограждающей конструкции в плоскости,
отстоящей от внутренней поверхности, определяем по формуле (3.1).
Пример № 10. Проведем расчет для стены рассматриваемой в главе 2.
Общее сопротивление паропроницанию наружной стены Rп.о. равно:
Rп.о. |
|
0,12 |
|
0,12 |
|
0,25 |
|
0,02 |
2,95м2·ч·Па/мг. |
|
|
|
|
||||||
|
0,14 |
0,3 |
0,17 |
0,09 |
|
Средняя температура для периода с отрицательными среднемесячными температурами равна:
tн,отр = (–11,8 – 11,1 – 5 – 2,8 – 8,9) /5 = – 7,92 °C.
Парциальное давление насыщенного водяного пара равно:
E 1,84 10 |
11 |
|
|
5330 |
|
|
|
|
|
exp |
|
|
|
|
|
2463Па. |
|
|
|
273 21 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
34 |
|
|
|
Парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха равно:
e |
60 |
|
|||
|
|
|
2463 1478Па. |
||
100 |
|||||
в |
|
|
Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха для пе-
риода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами равно: eн,отр = (250+250+360+450+320)/5 = 326 Па
Комплекс fi(tм.у) равен, для слоя ограждающей конструкции:
керамического кирпича: |
fi (tм.у ) 5330 |
|
2,95 (21 7,92) |
|
|
|
|
0,14 |
20; |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,64 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4,328 (1478 326) |
|
|||||||||||||
тепловой изоляции: fi |
(tм.у ) 5330 |
|
2,95 (21 7,92) |
|
|
|
0,3 |
|
|
684; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,04 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
4,328 (1478 326) |
|
|
|
|
|
||||||||||||
газобетонных блоков: |
fi |
(tм.у ) 5330 |
|
2,95 (21 7,92) |
|
|
0,17 |
59,6; |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,26 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
4,328 (1478 326) |
|
|
||||||||||||||
штукатурки ц/п: fi (tм.у ) 5330 |
|
2,95 (21 7,92) |
|
|
0,09 |
|
8,8. |
|||||||||||||||
4,328 (1478 326) |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
0,93 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Определяем температуру на границах слоя, при tн = tн,отр. Результат расче-
та заносятся в таблицу 3.1.
Таблица 3.1. Определение плоскости максимального увлажнения для периода с отрицательными
среднемесячными температурами
Наименование слоя |
tнар, °C |
tвн, °C |
tм.у, |
Нахождение плоскости |
|||
°C |
максимального увлажнения |
||||||
|
|
|
|||||
Кладка из керамического |
‒7,6 |
‒6,4 |
↑20 |
20 > ‒6,4 |
|
На границе |
|
кирпича |
|
слоев из |
|||||
|
|
|
|
|
|||
Утеплитель «КАВИТИ-БАТТС» |
‒6,4 |
13,7 |
‒24,3 |
‒24,3 < ‒6,5 |
|
условия «д» |
|
Газобетонные блоки |
13,7 |
20,1 |
11,4 |
|
Нет |
||
Штукатурка цементно-песчаная |
20,1 |
20,2 |
↑21 |
|
Нет |
Условия нахождения плоскости максимального увлажнения на границе слоев:
Rут /R0усл = 3/4,328 = 0,693 > 2/3 – условие выполняется;
μут 0,3 7,5 2 - условие выполняется.
λут 0,04
35
Сопротивление паропроницанию ограждения, от внутренней поверхности до плоскости максимального увлажнения составляет:
Rп.н. |
|
0,12 |
|
0,25 |
|
0,02 |
2,092м2 ч Па/мг |
|
0,17 |
|
|||||
|
0,3 |
|
|
0,09 |
Продолжительность периода влагонакопления z0 = 151 сут. (5 мес.) Пар-
циальное давление насыщенного водяного пара в плоскости максимального ув-
лажнения (табл. 3.1):
11 |
|
5330 |
|
|
|
E0 1,84 10 |
exp |
|
|
382,1Па. |
|
273 6,4 |
|||||
|
|
|
|
Коэффициент η равен:
η 0,0024 382,1 326151 9,72. 2,092
Зимний период эксплуатации
▪продолжительность периода: z1 = 3 мес.
▪средняя температура периода: tн.1 = (–11,8 – 11,1 – 8,9)/3 = –10,6 °C.
▪температура в плоскости максимального увлажнения:
tгр.1 21 (0,115 0,021 0,962 3) (21 10,6) 8,92 C 4,328
▪ парциальное давление насыщенного водяного пара в плоскости максимально-
го увлажнения:
E |
11 |
|
5330 |
|
|
|
1,84 10 |
exp |
|
|
|
315Па. |
|
|
|
|||||
1 |
|
|
273 8,92 |
|
|
|
|
|
|
Весенне-осенний период эксплуатации
▪продолжительность периода: z2 = 4 мес.
▪средняя температура периода: tн.2 = (–5 + 4,2 – 2,8 + 3,6)/4 = 0 °C.
▪температура в плоскости максимального увлажнения:
tгр.2 21 (0,115 0,021 0,962 3) (21 0) 1,12 C 4,328
▪ парциальное давление насыщенного водяного пара в плоскости максимально-
го увлажнения:
36
E |
11 |
|
5330 |
|
|
|
2 1,84 10 |
exp |
|
|
661Па |
||
273 1,12 |
||||||
|
|
|
|
|
Летний период эксплуатации
▪продолжительность периода: z3 = 5 мес.
▪средняя температура периода: t н.3 = (12,0 + 16,4 +18,4 +16,9 + 11)/5 = 14,9 °C
▪температура в плоскости максимального увлажнения:
tгр.3 22 (0,115 0,021 0,962 3) (22 14,9) 15,22 C 4,328
▪ парциальное давление насыщенного водяного пара в плоскости максимально-
го увлажнения:
11 |
|
5330 |
|
|
|
E3 1,84 10 |
exp |
|
|
1712Па. |
|
273 15,22 |
|||||
|
|
|
|
Парциальное давление насыщенного водяного пара в плоскости макси-
мального увлажнения за годовой период эксплуатации составляет:
E = (315·3+661·4+1712·5)/12 = 1013 Па.
Требуемое сопротивление паропроницанию Rптр1 , м2·ч·Па/мг (из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой пе-
риод эксплуатации), составляет:
Rптр1 (1478 1013)2,092 3,43 м2·ч·Па/мг. 1013 730
Требуемого сопротивление паропроницанию Rптр2 , м2·ч·Па/мг (из условия
ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха), составляет:
Rтр |
0,0024 151(1478 |
382,1) |
|
18,2 м2·ч·Па/мг. |
|
(0,06 1,5 0,06 3) |
45 9,72 |
||||
п2 |
|
Фактическое сопротивление паропроницанию Rп.н.= 2,092 м2·ч·Па/мг < 3,43 м2·ч·Па/мг и Rп.н.= 2,092 м2·ч·Па/мг < 18,2 м2·ч·Па/мг. Требуется устрой-
ство гидроизоляционного слоя. В качестве пароизоляции принимаем пароизо-
ляционную мембрану, с сопротивлением паропроницанию Rni = 7 (м2·ч·Па) /мг. 37
Определяем температуру на границе слоев ограждения ti, °C, по формуле
(3.1), по полученной температуре определяем (формула (3.12)) парциальное давление насыщенного водяного пара Ei, Па, и парциальное давление пара на границе каждого слоя по формуле:
ei 1 ei |
|
Rп.S.(eв eн ) |
, |
(3.15) |
|
||||
|
|
Rп.о. |
|
где eн – среднее парциальное давление пара наружного воздуха наиболее хо-
лодного месяца, 250 Па; tн – температура наиболее холодного месяца, –11,8 °C.
Результаты расчета приведены на рисунке 3.2.
Как видно из рисунка 3.2., устройство пароизоляционной мембраны все равно не исключает образования влаги в строительной конструкции на границе
«облицовка-утеплитель», что свидетельствует о:
1)потребности в дополнительной пароизоляции;
2)необходимости замены облицовочного слоя из керамического кирпича на иной, например трепельный кирпич (p0 = 1000 кг/м³).
3.4. Оценка теплоусвоения поверхности пола
Поверхность пола жилых и общественных зданий должна иметь расчет-
ный показатель теплоусвоения Yпол, Вт/(м2·°С), не более нормируемой величи-
ны Yполтр = 12 Вт/(м2·°С).
Расчетная величина показателя теплоусвоения поверхности пола Yпол,
Вт/(м2·°С), определяется следующим образом:
▪ если покрытие пола (первый слой конструкции пола) имеет тепловую инер-
цию D1 = R1s1 ≥ 0,5, то показатель теплоусвоения поверхности пола следует оп-
ределять по формуле:
Yпол = 2s1, Вт/(м2·°С); |
(3.16) |
▪ если первые п слоев конструкции пола (п ≥ 1) имеют суммарную тепловую инерцию D1 + D2 + … + Dn < 0,5, но тепловая инерция (п + 1) слоев D1 + D2 + …
38
Рис. 3.2. Схема определения положения в ограждении плоскости максимального увлажнения: 1 – температуру на границе слоев ограждения ti, °C; 2 – парциальное давление насыщенного водяного пара Ei, Па; 3 – парциальное давление пара на границе каждого слоя eн, Па, без пароизоляционной мембраны; 4 – тоже, с пароизоляционной мембраной
39