Расчет ограждающих конструкций на паропроницаемость 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Расчет ограждающих конструкций на паропроницаемость



 

Пример 1. Определить достаточность сопротивления паропроницанию слоистой кирпичной стены

А. Исходные данные

Таблица 1

Наименование Значение
  Место строительства г. Воронеж  
  Условия эксплуатации А  
  Зона влажности сухая  
  Температура внутреннего воздуха tint = +20 0С  
  Расчетная зимняя температура text= -26 0С  
  Относительная влажность внутреннего воздуха φint=55 %  
  Относительная влажность наружного воздуха наиболее холодного месяца φext=83 %  
  Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения αint=8,7 Вт/м20С
  Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждений αext=23 Вт/м2 0С  

Б. Порядок расчета

Расчет ведется в соответствии с требованиями СНиП 23-02-03 и СП 23-101-04 методом сравнения фактического сопротивления паропроницанию рассматриваемого ограждения с нормируемым сопротивлением паропроницанию . При этом должно соблюдаться условие .

Используя приложение (Д) /23/, определяем теплотехнические характеристики материалов ограждения при условии эксплуатации ограждающей конструкции– А (табл. 2).

 

Таблица 2

 

Теплотехнические характеристики материалов ограждающей конструкции

 

Наименование материала γ0, кг/м3 δ, м λ, Вт/м · 0С R, м2·0С/Вт μ, мг/м·ч·Па
             
  Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе         0,38     0,70     0,543     0,11
             
    Утеплитель – «Пенополистирол»       0,15   0,041   3,659   0,05
  Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе     0,25   0,70   0,357   0,11

 

Согласно п. 9,1, примечание 3 /22/ плоскость возможной конденсации в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя.

Сопротивление паропроницанию м2·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию:

- нормируемого сопротивления паропроницанию м2·ч·Па/мг (из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период), определяемого по формуле (16) /22/

(1)

 

- нормируемого сопротивления паропроницанию м 2 ч•Па/мг, (из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха) определяемого по формуле (17) /22/

 

(2)

 

где eint – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле (18) /22/

(3)

 

где Еint – парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре tint, 0С, принимаемое по приложению (С) свода правил СП 23-101-04;

φint – относительная влажность внутреннего воздуха, принимаемая равной 55 %;

Е – парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле (19) /22/

 

(4)

 

где Е1, Е2, Е3 – парциальное давление водяного пара, Па, принимаемое по температуре в плоскости возможной конденсации τс, устанавливаемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов;

z1, z2, z3 – продолжительность, мес., зимнего, весенне-осеннего и летнего периода года, определяемая по табл. 3 /24/ с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 50 С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 0С до плюс 5 0С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами воздуха выше плюс 5 0С.

 

– сопротивление паропроницанию, м2·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации;

eext – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, определяемое по табл. 7 /24/;

z0 – продолжительность, сут., периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха по табл. 3 /24/;

Е0 – парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации, определяемое по средней температуре наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами;

ρw – плотность материала увлажняемого слоя, кг/м3, в сухом состоянии;

δw – толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м;

∆wav – предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале увлажняемого слоя слоя, %, за период влагонакопления z0;

ή – коэффициент, определяемый по формуле (20) /22/

 

(5)

где – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемое по табл. 7 /24/.

 

Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по табл. 3 /24/, а значения температур в плоскости возможной конденсации τi, соответствующие этим периодам, по формуле (74) /23

 

(6)

 

где tint, 0C расчетная температура внутреннего воздуха;

ti, 0C– расчетная температура наружного воздуха i – го периода, принимаемая равной средней температуре соответствующего периода;

Rsi – сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения

 

м2·0С·Вт;

 

– термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации;

R0 – общее сопротивление теплопередаче ограждения, определяемое по формуле (8) /23/

 

R0 = Rsi + R1 + R2 + …. Rn + Rse, (7)

 

Rse - термическое сопротивление теплоотдачи ограждающей конструкции, равное t

м2 0С/Вт;

 

R1, R2, и Rn - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, определяемые по формуле (6) /23/

 

(8)

 

где δi – толщина i-го слоя, м;

λi - коэффициент теплопроводности материала i-го слоя, определяемый по приложению (Д) /23/.

 

Используя данные табл.1, по формуле (7) определяем величину общего термического сопротивления ограждающей конструкции R0

 

R0 = 0,115 + 0,543 +3,659 = 0,357 + 0,043 = 4,72 м2 · 0С/Вт.

 

Термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации составляет

 

2 · 0С)/Вт.

 

Для соответствующих периодов года устанавливаем их продолжительность zi, мес, и среднюю температуру наружнего воздуха ti, 0С, а далее по формуле (6) для этих же периодов рассчитываем температуры в плоскости возможной конденсации τi для климатических условий г. Воронежа:

- зима (январь, февраль, декабрь), z1 = 3 мес

 

t1 = 0С

 

0С

 

- весна – осень (март, ноябрь), z2 = 2 мес

 

t2 = 0С

 

0С

 

- лето (апрель – октябрь), z3 = 7 мес

 

t3 = 0С

 

0С

По приложению (С) /23/ для tint = 20 оС устанавливаем численное значение Па, а далее по формуле (3) определяем давление водяного пара внутреннего воздуха

Па

 

Для соответствующих периодов по найденным температурам 1, τ2, τ3) определяем по приложению (С) /23/ максимальные парциальные давления 1, Е2, Е3) водяного пара: Е1 = 372 Па, Е2 = 606 Па, Е3 = 1640 Па и далее по формуле (4) рассчитываем парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции

 

Па

 

Вычисляем сопротивление паропроницанию , м2·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации

м2·ч·Па/мг

 

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха eext, Па, за годовой период, согласно табл. 7 /24/, составляет 790 Па.

По формуле (1) определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации

 

м2·ч · Па/мг

 

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха сначала устанавливаем продолжительность этого периода zо= 135сут.и его среднюю температуру ti = - 6,3 0С.

Определяем температуру τ0, 0С в плоскости возможной конденсации для этого периода

τ0 = 0С

 

Парциальное давление водяного пара Е0, Па, в плоскости возможной конденсации при τ0 = - 4,05 0С равняется Е0 = 437 Па.

Согласно п.9.1 /22/ в многослойной ограждающей конструкции увлажняемым слоем является утеплитель (ρw = 100 кг/м3, γw = 0,1 м). Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале утеплителя, согласно табл. 12 /22/-03, составляет ∆waw = 25 %.

Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, по данным табл. 3 и 7 /24/, равняется Па.

Рассчитываем коэффициент η по формуле (5)

 

По формуле (2) определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха

 

м2• ч• Па/мг

Согласно указаниям п.9.1 /22/ определяем сопротивление пропроницанию в пределах от внутренней поверхности ограждающей конструкции до плоскости возможной конденсации

 

=

 

 

В. Вывод

 

В связи с тем, что сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью возможной конденсации = 7,45 м2··ч·Па/мг выше нормируемых значений Rvp1 и Rvp2, соответственно равные 0,94 и 1,07 м2· ч· Па/мг, следовательно, рассматриваемая ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий» по условиям паропроницания.

 

Пример 3. Расчетным путем определить удовлетворяет ли условиям паропроницания конструкция покрытия, состоящая из следующих конструктивных слоев, расположенных по порядку сверху вниз:

 

- гидроизоляционный ковер из рубитекса – 2 слоя;

- кровельная железобетонная панель толщиной – 35 мм;

- вентилируемая воздушная прослойка толщиной – 50 мм;

- утеплитель из пенополистирольных плит толщиной - 100 мм;

- пароизоляция из рубитекса – 1 слой;

- железобетонная плита перекрытия толщиной – 220 мм.

 

А. Исходные данные

Таблица

 

 

Наименование Значение
  Место строительства г. Казань  
  Зона влажности нормальная  
  Температура внутреннего воздуха tint = +20 0C  
  Температура холодной пятидневки text = -320C  
  Относительная влажность внутреннего воздуха = 55 0C  
  Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждающей конструкции αint = 8,7Вт/м20С
  Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения αext = 12 Вт/м2 0С

 

 

Б. Порядок расчета

 

Расчет ведется в соответствии с требованиями СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий» методом сравнения фактического сопротивления паропроницанию рассматриваемого ограждения с нормируемым сопротивлением паропроницанию .

Нормируемое сопротивление паропроницанию вычисляется по формуле (21) /22/

(1)

 

где – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемое по табл. 7 /24/;

eint – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, рассчитываемое по формуле (18) /22/

 

(2)

 

где Еint – парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре tint (принимается по приложению (С) /23/;

φint – относительная влажность внутреннего воздуха, %, принимаемая в соответствии с п. 5.9. /22/, равнается 55 %.

По формуле (2) рассчитываем действительное парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха помещения

 

Па

 

Согласно табл. 3 /24/ устанавливаем месяцы со среднемесячными отрицательными температурами, а затем по табл. 7 /24/ для этих месяцев определяем значения действительного парциального давления наружного воздуха, по которым рассчитываем величину среднего парциального давления водяного пара наружного воздуха.

Для г. Казани к месяцам со среднемесячными отрицательными температурами относятся: январь, февраль, март, ноябрь и декабрь, для которых действительная упругость водяного пара наружного воздуха составляет соответственно 2,1; 2,2; 3,4; 4,4; и 2,8 гПа.

Отсюда

гПа = 503 Па

 

Находим нормируемое сопротивление паропроницания по формуле (1)

 

м2•ч•Па/мг

 

Согласно п.9.2. /22/ фактическое сопротивление паропроницанию вентилируемого покрытия (в пределах от внутренней поверхности до вентилируемой воздушной прослойки) должно быть не менее нормируемого сопротивления паропроницанию т.е.

Сопротивление паропроницанию многослойной ограждающей конструкции , согласно п. 13.5 /23/, равно сумме сопротивлений паропроницанию составляющих ее слоев

 

(3)

 

где Rvp1, Rvp2 и Rvpn – сопротивления паропроницанию отдельных слоев ограждения, определяемые по формуле (79) /23/

(4)

 

где δ – толщина ограждающего слоя, м;

μ – коэффициент паропроницания материала слоя ограждения, принимаемый по приложению (Д) /23/. Для рассматриваемого примера он равен:

- для железобетона – μ = 0,11 мг/(м·ч·Па);

- для пенополистирола – μ =0,03 мг/(м·ч·Па).

 

Для листовых материалов численные значения сопротивления паропроницанию принимаются согласно приложения (Ш) /23/; для рубитекса м2·ч·Па/мг.

Используя формулу (3), вычисляем численное значение покрытия

 

м2·ч·Па/мг

 

В. Вывод

В связи с тем, что фактическое сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции = 10,43 м2·ч·Па/мг выше нормируемой величины м2·ч·Па/мг, следовательно, рассматриваемая конструкция удовлетворяет требованиям сопротивления паропроницания СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий».

 

 

2.4. Графо-аналитический метод определения изменения температуры и парциального давления внутри ограждающих конструкцицй

 

Пример. Определить графо-аналитическим методом распределение температуры,действительной и максимальной упругости водяного пара в трехслойной ограждающей конструкции, состоящей из:

- 1 слой – кирпичная кладка δ = 380 мм, γ0 = 1800 кг/м3;

- 2 слой – утеплитель – пенополистирол δ = 150 мм, γ0 = 100 кг/м3;

- 3 слой – кирпичная кладка δ = 250 мм, γ0 = 1800 кг/м3.

 

А. Исходные данные

Таблица 1

Наименование Значение
  Место строительства г. Казань
  Зона влажности по карте нормальная
  Влажностный режим помещения нормальный
  Условия эксплуатации конструкции Б
  Температура внутреннего воздуха + 20 0С
  Температура наружного воздуха - 32 0С
  Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения αint = 8,7 Вт/м2 0С
  Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения αext = 23 Вт/м2 0С

 

 

Б. Порядок расчета

 

Графо-аналитический метод распределения температуры, действительной и максимальной упругости водяного пара внутри многослойной ограждающей конструкции основан на построении в определенном масштабе (в масштабе термических сопротивлений и в линейном масштабе) двух разрезов рассматриваемой ограждающей конструкции и установления на первом из них граничных значений температуры, действительной и максимальной упругости водяного пара и параллельного переноса этих значений на граничные слои второго разреза.

Для построения первого разреза ограждения первоначально устанавливаем теплотехнические характеристики материалов слоев (табл. 2), затем рассчитываем термические сопротивления каждого слоя конструкции и путем их суммирования устанавливаем общее термическое сопротивление.

Теплотехнические характеристики материалов слоев ограждения определяем по приложению (Д) /23/ и заносим в табл. 2.

 

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-09-05; просмотров: 397; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 184.72.135.210 (0.091 с.)