Изолинии сорбционного влагосодержания керамзитобетона, содержащего хлориды натрия, калия и магния

 

Рисунок Щ.1 — Изолинии сорбционного влагосодержания керамзитобетона r0 = 1200 кг/м^3, содержащего хлорид натрия, при изменении относительной влажности воздуха j а, %, и массового солесодержания С, %	Рисунок Щ.2 — Изолинии сорбционного влагосодержания керамзитобетона r0 = 1200 кг/м^3, содержащего хлорид калия, при изменении относительной влажности воздуха j а, %, и массового солесодержания С, %
Рисунок Щ.3 — Изолинии сорбционного влагосодержания керамзитобетона r0 = 1200 кг/м^3, содержащего хлорид магния, при изменении относительной влажности воздуха j а, %, и массового солесодержания С, %	Рисунок Щ.4 — Изолинии сорбционного влагосодержания керамзитобетона r0 = 1200 кг/м^3, содержащего NaCl - 60 %, КСl - 30 %, MgCl2 - 10 %, при изменении относительной влажности воздуха j а, %, и массового солесодержания С, %, в стенах флотофабрик
Рисунок Щ.5 — Изолинии сорбционного влагосодержания керамзитобетона r0 = 1200 кг/м^3, содержащего NaCl - 50 %, КСl - 30 %, MgCl2 - 10 %, при изменении относительной влажности воздуха j а, %, и массового солесодержания С, %, в стенах цехов дробления руды	Рисунок Щ.6 — Изолинии сорбционного влагосодержания керамзитобетона r0 = 1200 кг/м^3, содержащего NaCl - 30 %, КСl - 60 %, MgCl2 - 10 %, при изменении относительной влажности воздуха j a, %, и массового солесодержания С, %, в стенах цехов сушки

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Э

(рекомендуемое)

 

ПРИМЕР РАСЧЕТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ПАРОПРОНИЦАНИЮ

 

Рассчитать сопротивление паропроницанию наружной многослойной стены из железобетона, утеплителя и кирпичной облицовки жилого здания в Москве. Проверить соответствие сопротивления паропроницанию стены требованиям СНиП 23-02, рассчитать распределение парциального давления водяного пара по толще стены и возможность образования конденсата в толще стены.

 

Исходные данные

 

Расчетная температура t_int, °C, и относительная влажность внутреннего воздуха j _int, %: для жилых помещений t_int = 20 °С (согласно ГОСТ 30494), j _int = 55 % (согласно СНиП 23-02).

Расчетная зимняя температура t_ext, °C, и относительная влажность наружного воздуха j _ext, %, определяются следующим образом: t_ext и j _ext принимаются соответственно равными средней месячной температуре и средней относительной влажности наиболее холодного месяца. Для Москвы наиболее холодный месяц январь и согласно таблице 3* СНиП 23-01 t_ext = -10,2 °С, и согласно таблице 1* СНиП 23-01 j _ext = 84%.

Влажностный режим жилых помещений — нормальный; зона влажности для Москвы — нормальная, тогда условия эксплуатации ограждающих конструкций определяют по параметру Б (согласно СНиП 23-02). Расчетные теплотехнические показатели материалов приняты по параметру Б приложения Д настоящего Свода правил.

Наружная многослойная стена жилого дома состоит из следующих слоев, считая от внутренней поверхности:

1 — гипсовая штукатурка толщиной 5 мм, плотностью r₀ = 1000 кг/м³ с окраской внутренней поверхности двумя слоями масляной краски, расчетные коэффициенты теплопроводности l_Б=0,35 Вт/(м·°С), паропроницаемости (m = 0,11 мг/(м·ч·Па);

2 — железобетон толщиной 100 мм, плотностью r₀ = 2500 кг/м³, l_Б = 2,04 Вт/(м·°С), m = 0,03 мг/(м·ч·Па);

3 — утеплитель Styrofoam 1B А фирмы «ДАУ ЮРОП ГмбХ» толщиной 100 мм, плотностью r₀ = 28 кг/м³, l_Б = 0,031 Вт/(м·°С), m = 0,006 мг/(м·ч·Па);

4 — кирпичная облицовка из сплошного глиняного обыкновенного кирпича толщиной 120 мм, r₀ = 1800 кг/м³, l_Б = 0,81 Вт/(м·°С), m = 0,11 мг/(м·ч·Па);

5 — штукатурка из поризованного гипсоперлитового раствора толщиной 8 мм, r₀ = 500 кг/м³, l_Б = 0,19 Вт/(м·°С), m = 0,43 мг/(м·ч·Па).

 

Порядок расчета

 

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции равно

R_o =1/8,7 + 0,005/0,35 + 0,1/2,04 + 0,1/0,031 + 0,12/0,81 + 0,008/0,19 + 1/23 = 3,638 (м²·°С)/Вт.

Согласно СНиП 23-02 (п. 9.1, примечание 3) плоскость возможной конденсации в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя.

Сопротивление паропроницанию R_vp, м²·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию, определяемых по формулам (16) и (17) СНиП 23-02, приведенных ниже для удобства изложения:

; (Э.1)

, (Э.2)

где e_int — парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле

e_int = (j _int / 100) E_int, (Э.3)

Е_int — парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_int принимается по приложению С настоящего Свода правил: при t_int = 20 °С Е_int = 2338 Па. Тогда при j _int = 55 % е_int = (55 / 100)·2338 = 1286 Па;

Е — парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле

Е = (Е ₁ z ₁ + E ₂ z ₂ + Е ₃ z ₃) / 12, (Э.4)

E ₁, E ₂, Е ₃ — парциальные давления водяного пара, Па, принимаемые по температуре t _i в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов;

z ₁, z ₂, z ₃ — продолжительность, мес, соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5 °С;

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

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

Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по таблице 3* СНиП 23-01, а значения температур в плоскости возможной конденсации t _i, соответствующие этим периодам, по формуле (74) настоящего Свода правил

, (Э.5)

где t_int — расчетная температура внутреннего воздуха °С, принимаемая для жилого здания в Москве равной 20 °С;

t_i — расчетная температура наружного воздуха i -го периода, °С, принимаемая равной средней температуре соответствующего периода;

R_si — сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения, равное R_sj =1/a _int =1/8,7 = 0,115 м²·°С·Вт;

S R — термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации;

R_o — сопротивление теплопередаче ограждения, определенное ранее равным

R_o = 3,638 м²·°С·Вт.

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

S R = 0,005 / 0,35 + 0,1 / 2,04 + 0,1 / 0,031 = 3,289 (м²·°С)/Вт.

Установим для периодов их продолжительность z_i, сут, среднюю температуру t_i, °С, согласно СНиП 23-01 и рассчитаем соответствующую температуру в плоскости возможной конденсации t _i °С, по формуле (Э.5) для климатических условий Москвы:

зима (январь, февраль, декабрь):

z ₁ = 3 мес;

t ₁ = [(-10,2) + (-9,2) + (-7,3)] / 3= -8,9 °С;

t₁ = 20 - (20 + 8,9) (0,115 + 3,289) / 3,638 = - 7,04 °С;

весна — осень (март, апрель, октябрь, ноябрь):

z ₂ = 4 мес;

t ₂ = [(-4,3) + 4,4 + 4,3 + (-1,9)] / 4 = 0,6 °С;

t₂ = 20 - (20 - 0,6) (0,115 + 3,289) / 3,638 = 1,85 °С;

лето (май — сентябрь):

z₃ = 5 мес;

t ₃ = (11,9 + 16 + 18,1 + 16,3+ 10,7) / 5 = 14,6 °С;

t₃ = 20 - (20 - 14,6) (0,115 + 3,289) / 3,638 = 14,95 °С.

По температурам (t₁, t₂, t₃) для соответствующих периодов определяем по приложению С парциальные давления (Е ₁, Е ₂, Е ₃) водяного пара: Е ₁ = 337 Па, Е ₂ = 698 Па, Е ₃ = 1705 Па и по формуле (Э.4) определим парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции для соответствующих продолжительностей периодов z ₁, z ₂, z ₃.

Е = (337·3 + 698·4 + 1705·5) / 12 = 1027 Па.

Сопротивление паропроницанию , м²·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, определяется по формуле (79).

= 0,008 / 0,43 + 0,12 / 0,11 = 1,11 м²·ч·Па/мг.

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха e_ext, Па, за годовой период определяют по СНиП 23-01 (таблица 5а*)

e_ext = (280 + 290 + 390 + 620 + 910 + 1240 + 1470 + 1400 + 1040 + 700 + 500 + 360) / 12 = 767 Па.

По формуле (16) СНиП 23-02 определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации согласно СНиП 23-02 (п.9.1 a)

= (1286 - 1027) 1,11 / (1027 - 767) = 1,11 м²·ч·Па/мг.

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха берут определенную ранее продолжительность этого периода z ₀, сут, среднюю температуру этого периода t ₀, °C: z ₀ = 151 сут, t ₀ = -6,6 °С.

Температуру t₀, °С, в плоскости возможной конденсации для этого периода определяют по формуле (80)

t₀ = 20 - (20 + 6,6) (0,115 + 3,289) / 3,638 = -4,9 °С.

Парциальное давление водяного пара Е ₀, Па, в плоскости возможной конденсации определяют по приложению С при t₀ = -4,89 °С равным Е ₀ = 405 Па.

Согласно СНиП 23-02 в многослойной ограждающей конструкции увлажняемым слоем является утеплитель, в данном примере Styrofoam плотностью r _w = r₀ = 28 кг/м³ при толщине g _w =0,1 м. Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в этом материале согласно СНиП 23-02 D w_av = 25 %.

Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, определенная ранее, равна = 364 Па.

Коэффициент h определяется по формуле (20) СНиП 23-02.

h = 0,0024 (405 - 364) 151 / 1,11 = 13,39.

Определим по формуле (17) СНиП 23-02

= 0,0024 · 151 (1286 - 405) / (28·0,1·25 + 13,39) = 3,83 м²·ч·Па/мг.

При сравнении полученного значения R_vp с нормируемым устанавливаем, что R_vp > > .

Следовательно, ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям СНиП 23-02 в отношении сопротивления паропроницанию.

 

Расчет распределения парциального давления водяного пара по толще стены и определение возможности образования конденсата в толще стены

 

Для проверки конструкции на наличие зоны конденсации внутри стены определяем сопротивление паропроницанию стены R_vp по формуле (79) настоящего Свода правил (здесь и далее сопротивлением влагообмену у внутренней и наружной поверхностях пренебрегаем).

R_vp = 0,005 / 0,11 + 0,1 / 0,03 + 0,1 / 0,006 + 0,12 / 0,11 + 0,008 / 0,43 = 21,15 м²·ч·Па/мг.

Определяем парциальное давление водяного пара внутри и снаружи стены по формуле (Э.3) и приложению С настоящего Свода правил

t _int = 20 °С; j _int = 55%;

е_int = (55 / 100) 2338 = 1286 Па;

t_ext = -10,2 °С; j _int = 84%;

e_ext = (84 / 100) 260 = 218 Па.

Определяем температуры t _i на границах слоев по формуле (Э.5), нумеруя от внутренней поверхности к наружной, и по этим температурам — максимальное парциальное давление водяного пара Е_i по приложению С:

t₁ = 20 - (20 + 10,2) (0,115) / 3,638 = 19,0 °С;

Е ₁ =2197 Па;

t₂ = 20 - (20 + 10,2) (0,115 + 0,014) / 3,638 = 18,9 °С;

Е ₂ = 2182 Па;

t₃ = 20 - (20 + 10,2) (0,115 + 0,063) / 3,638 = 18,5 °С;

Е ₃ = 2129 Па;

t₄ =20 - (20 + 10,2) (0,115 + 3,289) / 3,638 = -8,3 °С;

Е ₄ = 302 Па;

t₅ = 20 - (20 + 10,2) (0,115 + 3,437) / 3,638 = -9,5 °С;

Е ₅ = 270 Па;

t₆ = 20 - (20 + 10,2) (0,115 + 3,479) / 3,638 = -9,8 °С;

Е ₆ = 264 Па.

Рассчитаем действительные парциальные давления e_i водяного пара на границах слоев по формуле

, (Э.6)

где е_int и e_ext — то же, что и в формуле (Э.3);

R_vp — то же, что и в формуле (79);

S R — сумма сопротивлений паропроницанию слоев, считая от внутренней поверхности.

В результате расчета по формуле (Э.6) получим следующие значения: е ₁ = 1286 Па, е ₂ = 1283 Па, е ₃ = 1115 Па, е ₄ = 274 Па, е ₅ = 219 Па, е ₆ = 218 Па.

При сравнении величин максимального парциального давления E_i водяного пара и величин действительного парциального давления e_i водяного пара на соответствующих границах слоев видим, что все величины е_i ниже величин Е_i, что указывает на отсутствие возможности конденсации водяного пара в ограждающей конструкции.

Для наглядности расчета построим график распределения максимального парциального давления E_i водяного пара и график изменения действительного парциального давления е_i водяного пара по толще стены в масштабе сопротивлений паропроницанию его слоев. Очевидно, что эти кривые не пересекаются, что также доказывает невозможность образования конденсата в ограждении.

 

 

— распределение действительного парциального давления водяного пара е

— распределение максимального парциального давления водяного пара Е

 

Рисунок Э.1 — Распределение парциального давления водяного пара в ограждающей конструкции (слева направо — от внутренней поверхности к наружной)

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Ю

(рекомендуемое)

 

ПРИМЕР ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ПОЛА

Исходные данные

 

Определить, удовлетворяет ли в отношении теплоусвоения требованиям СНиП 23-02 конструкция пола жилого здания из поливинилхлоридного линолеума на теплозвукоизолирующей подоснове из стеклянного волокна, наклеенного холодной битумной мастикой на железобетонную плиту перекрытия. Теплотехнические характеристики отдельных слоев конструкции пола (при их нумерации сверху вниз) даны в таблице Ю.1.

 

Порядок расчета

 

Определим тепловую инерцию слоев пола по формуле (53)

D ₁ = R ₁ s ₁ = 0,0045·7,52 = 0,034;

D ₂ = R ₂ s ₂ = 0,043·0,92 = 0,04;

D ₃ = R ₃ s ₃ = 0,0059·4,56 = 0,027;

D ₄ = R ₄ s ₄ = 0,08·16,77 = 1,34.

Так как суммарная тепловая инерция первых трех слоев D ₁ + D ₂ + D ₃ = 0,034 + 0,04 + 0,027 = 0,101 < 0,5, но суммарная тепловая инерция четырех слоев 0,101 + 1,34 = 1,441 > 0,5, то показатель теплоусвоения поверхности пола определяем последовательно с учетом четырех слоев конструкции пола с помощью формул (82) и (83), начиная с третьего

Вт/(м²·°С);

Вт/(м²·°С);

Вт/(м²·°С).

Значение показателя теплоусвоения поверхности пола для жилых зданий согласно СНиП 23-02 не должное превышать = 12 Вт/(м²·°С), и расчетное значение показателя теплоусвоения данной конструкции Y_f = 13,2 Вт/(м²·°С).

Следовательно, рассматриваемая конструкция пола в отношении теплоусвоения не удовлетворяет требованиям СНиП 23-02. Определим показатель теплоусвоения поверхности данной конструкции пола в том случае, если по плите перекрытия будет устроена стяжка из шлакопемзобетона (d = 0,02 м, r₀ = 1200 кг/м³, l = 0,37 Вт/(м·°С), s = 5,83 Вт/(м²·°С), R = 0,054 м²·°С/Вт, D = 0,315). Конструкция пола в этом случае будет состоять из пяти слоев.

Так как суммарная тепловая инерция первых четырех слоев D ₁ + D ₂ + D ₃ + D ₄ = 0,034 + 0,04 + 0,027 + 0,315 = 0,416 < 0,5, но суммарная тепловая инерция пяти слоев 0,416 + 1,34 = 1,756 > 0,5, то показатель теплоусвоения поверхности пола определяется с учетом пяти слоев конструкции пола.

Определим показатель теплоусвоения поверхности четвертого, третьего, второго и первого слоев пола по формулам (82) и (83):

 

Таблица Ю.1

 

Номер слоя	Материал	Толщина слоя d, м	Плотность материала в сухом состоянии r0, кг/м^3	Коэффициенты при условиях эксплуатации А	Термическое сопротивление R, м^2·°С/Вт
теплопроводности l, Вт/(м·°С)	теплоусвоения s, Вт/(м^2·°С)
	Лицевой слой из линолеума	0,0015		0,33	7,52	0,0045
	Подоснова	0,002		0,047	0,92	0,043
	Битумная мастика	0,001		0,17	4,56	0,0059
	Плита перекрытия	0,14		1,74	16,77	0,08

 

Вт/(м²·°С);

Вт/(м²·°С);

Вт/(м²·°С)

Вт/(м²·°С).

Таким образом, устройство по плите перекрытия стяжки из шлакопемзобетона (r₀ = 1200 кг/м³) толщиной 20 мм уменьшило значение показателя теплоусвоения поверхности пола с 13,2 до 9,4 Вт/(м²·°С). Следовательно, эта конструкция пола в отношении теплоусвоения удовлетворяет нормативным требованиям, так как значение показателя теплоусвоения поверхности не превышает = 12 Вт/(м²·°С) — нормируемого показателя теплоусвоения пола для жилах зданий.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Я

(рекомендуемое)

 

ПРИМЕР СОСТАВЛЕНИЯ РАЗДЕЛА «ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ» ПРОЕКТА ОБЩЕСТВЕННОГО ЗДАНИЯ

Я.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗДАНИЯ ЛЕЧЕБНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

Общая характеристика здания

 

Пятиэтажное здание лечебного учреждения. Фасад, план и разрез здания приведены на рисунках Я.1—Я.3. В цокольном этаже размещены конференц-зал, кухня и подсобные помещения. На первом этаже — входная группа с конференц-залом и залами для семинаров, приемное отделение и ресторан. На втором этаже — фойе с залами для семинаров, библиотека, административные помещения и отделение функциональной диагностики. На третьем этаже — лаборатория клеточных технологий, центр научно-исследовательских лабораторий, морфологическая лаборатория. На четвертом этаже — кардиохирургический стационар на 66 коек. На пятом этаже — операционный блок и реанимационное отделение. В техническом этаже под куполом — зал для текущих оперативных совещаний врачей и комната психологической разгрузки персонала.

Общая высота здания 25,3 м, высота подвала — 3,6 м. Отапливаемая площадь здания — 18199 м², в том числе полезная площадь — 15241 м², отапливаемый объем здания — 72395 м³, общая площадь наружных ограждающих конструкций — 14285 м².

Режим работы: лечебный блок (4-й—5-й этажи) — круглосуточно, лабораторно-административный блок — (1-й—3-й этажи) — 8-часовой рабочий день при 5-дневной рабочей неделе, массовые мероприятия (научные конференции и др.) — 8-часовой день один раз в неделю. Одновременное нахождение людей в здании: круглосуточное — 100 чел., в течение 8-часового рабочего дня при 5-дневной неделе — 400 чел., во время научных конференций — 1200 чел.

 

 

Рисунок Я.1 — Фасад здания

 

 

Рисунок Я.2 — План цокольного этажа

 

 

Рисунок Я.3 — Продольный разрез

 

Проектные решения здания

 

Конструктивная схема здания — монолитный железобетонный каркас с бескапительными монолитными перекрытиями и монолитной фундаментной плитой в основании подвала толщиной 0,7 м. Наружные стены цокольного этажа железобетонные толщиной 250—400 мм. Заполнение каркаса по наружным стенам первого этажа — кирпичное толщиной 380 мм, на остальных этажах — мелкие блоки из ячеистого бетона толщиной 250 мм плотностью 600 кг/м³. Все стены имеют наружное утепление из минераловатных плит из базальтового волокна, закрытое снаружи гранитными плитами на относе с образованием вентилируемой воздушной прослойки толщиной не менее 60 мм.

Покрытие здания выполнено в виде монолитной железобетонной плиты, утепленной минераловатными плитами из базальтового волокна с керамзитовой засыпкой.

Светопрозрачные заполнения (окна, витражи, покрытие купола) выполнены из переплетов из алюминиевых сплавов с заполнением двухкамерными стеклопакетами. Стыковые соединения имеют разрывы мостиков холода, выполненные из пластмассовых вставок.

Для светопрозрачных заполнений купола используются однокамерные стеклопакеты с триплекс-стеклом и стеклом с селективным покрытием.

В здании предусмотрены водяное отопление, горячее водоснабжение, подключение к системе централизованного теплоснабжения. Система отопления двухтрубная с верхней разводкой магистралей. Нагревательные приборы снабжены автоматическими терморегуляторами.

В корпусе предусматривается общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. Приточные установки располагаются на цокольном и техническом этажах, вытяжные — на техническом этаже. Приточные установки комплектуются воздухозаборным клапаном с электроприводом и электроподогревом, калориферной секцией.