Защита ограждающей конструкции от переувлажнения

 

2.1 Цель работы: проверить соответствие требованиям СНиП 23-02 сопротивление паропроницанию стены, конструкция которой подобрана в лабораторной работе № 1.

 

Содержание работы

 

Расчет нормируемого сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) производят по СНиП 23-02 с учетом следующих требований.

Парциальное давление насыщенного водяного пара , Па, принимают:

для помещений без агрессивной среды - по таблицам Б.1 и Б.2, приложения Б;

по температуре в плоскости возможной конденсации , определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно холодного, переходного, теплого периодов и периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами - по формуле

, (2.1)

где - средняя температура наружного воздуха -го периода, °С, определяемая по формуле

, (2.2)

где - средняя месячная температура воздуха -го месяца, °С;

- число месяцев -го периода;

- термическое сопротивление слоя ограждающей конструкции от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации, м²·°C/Вт,

- сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м²·°С/Вт.

Индексы =1, 2, 3, 0 относятся соответственно к холодному, переходному, теплому периодам и периоду месяцев с отрицательными средними месячными температурами.

Сопротивление паропроницанию , м²·ч·Па/мг, однослойной или отдельного слоя многослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле

, (2.3)

где - толщина слоя ограждающей конструкции, м;

- расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей конструкции, мг/(м·ч·Па), принимаемый по приложению А.

Сопротивление паропроницанию многослойной ограждающей конструкции (или ее части) равно сумме сопротивлений паропроницанию составляющих ее слоев.

Сопротивление паропроницанию листовых материалов и тонких слоев пароизоляции следует принимать по приложению В.

Примечания

1 Сопротивление паропроницанию воздушных прослоек в ограждающих конструкциях следует принимать равным нулю независимо от расположения и толщины этих прослоек.

2 Для обеспечения нормируемого сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции следует определять сопротивление паропроницанию конструкции в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации.

3 В помещениях с влажным или мокрым режимом следует предусматривать пароизоляцию теплоизолирующих уплотнителей сопряжений элементов ограждающих конструкций (мест примыкания заполнений проемов к стенам и т.п.) со стороны помещений; сопротивление паропроницанию в местах таких сопряжений проверяется из условия ограничения накопления влаги в сопряжениях за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха на основании расчета температурного и влажностного полей.

Значения температуры в плоскости возможной конденсации следует определять по формуле

, (2.4)

где , - расчетные температуры соответственно внутреннего и наружного воздуха (среднесезонная или средняя за период влагонакопления), °С;

- сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м²·°С/Вт;

, (2.5)

где - сумма термических сопротивлений слоев конструкции, расположенных между внутренней поверхностью и плоскостью возможной конденсации, м²·°С/Вт.

Независимо от результатов расчета нормируемые сопротивления паропроницанию и (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) во всех случаях должны приниматься не более 5 м²·ч·Па/мг.

 

Порядок выполнения работы

Каждый студент проверяет по требованиям паропроницания конструкцию наружной стены, разработанную в лабораторной работе № 1.

 

Пример расчета. Определить возможность конденсатообразования и накопления влаги внутри многослойной стены производственного здания. Место строительства – г. Тверь. Расчетная температура и влажность внутреннего воздуха .

Конструкцию и теплотехнические характеристики материалов панели см. рисунок 2.1.

 

1 - цементно-песчаная стяжка ;
2 - минераловатная плита на битумной связке , , ;
3 - кирпичная кладка .

Рисунок 2.1 – Конструкция многослойной стены с минераловатной теплоизоляцией

 

Коэффициент однородности r = 0,95. Сопротивление теплопередачи стены .

Климатические параметры:

– продолжительность со среднесуточной температурой
(СНиП 23-01, таблица 1);

– значения среднемесячных температур и давления водяных паров наружного воздуха (таблица 2.1), определяем по СНиП 23-01, таблицы 3 и 5а.

 

Таблица 2.1

Месяц
	-10,5	-9,4	-4,6	+4,1	11,2	15,7	17,3	15,8	10,2	4,0	-1,3	-6,6
	2,8	2,9	3,8	6,1	9,0	12,4	14,7	13,9	10,3	7,1	5,0	3,7

– среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, (таблица 5а СНиП 23-01); .

 

Последовательность расчета стены по паропроницанию:

 

Определяем сопротивления паропроницанию слоев конструкции от наружной и внутренней поверхностей до плоскости возможной конденсации:

;

Сопротивление теплопередаче слоев стены от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации с учетом коэффициента однородности конструкции:

Определяем продолжительность сезонов и среднемесячные температуры по СНиП 23-01.

Зима (январь, февраль, декабрь):

.

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

.

Лето (май, июнь, июль, август, сентябрь):

Определяем для этих средних температур значение температуры в плоскости возможной конденсации:

Находим соответствующие температуре значения упругости водяного пара (приложение Б):

.

Находим среднее значение упругости водяного пара за год:

.

Определяем значения :

Определяем:

т.е. из условия недопустимости накопления влаги за годовой период дополнительной пароизоляции не требуется.

Проверяем условие ограничения влаги в стене за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха.

Для этого находим упругость водяного пара наружного воздуха за период :

.

Средняя температура наружного воздуха за тот же период:

.

Температура внутренней поверхности стены:

этой температуре соответствует .

.

.

.

т.е.: устройства пароизоляции между несущим и теплоизоляционным слоями не требуется.

 

Лабораторная работа № 3

 

3 Расчет искусственного освещения методом
коэффициента использования

 

3.1 Цель работы: рассчитать методом коэффициента использования количество светильников искусственного освещения для помещения соответственно его функциональному назначению.

 

Содержание работы

 

Коэффициент использования U_oy определяется как отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к световому потоку источников света. Он зависит от светораспределения светильников и их размещения в помещении; от размеров освещаемого помещения и отражающих свойств его поверхностей; от отражающих свойств рабочей поверхности.

Требуемый световой поток в помещении находится по формуле:

, (3.1)

где E_н - нормируемое значение освещенности;

К_з – коэффициент запаса по СНиП 23-05;

S – освещаемая площадь;

z = E_ср / E_мин; E_ср, E_мин – среднее и минимальное значения освещенности;

U_oy - коэффициент использования светового потока;

Число светильников n в помещении определяют по формуле:

, (3.1а)

где Ф_л – световой поток лампы, лм;

η_л – световая отдача, лм/Вт (9÷19 лм/Вт – для ламп накаливания, 40÷104 лм/Вт – для люминесцентных ламп), см. также таблицу 3.1;

W_л – мощность лампы, Вт.

Входящий в формулу (3.1) коэффициент z характеризует неравномерность освещения. В наибольшей степени z зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L / h_p). При L / h_p, не превышающем рекомендуемых значений (L≤h_p), принимается z = 1,15 для ЛН и ДРЛ и z = 1,10 для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящихся линий. Для отраженного освещения принимается z = 1,0; при расчете на среднюю освещенность z не учитывается.

Соотношение размеров освещаемого помещения и высота подвеса светильников в нем характеризуются индексом помещения:

, (3.2)

где А – длина помещения;

В – его ширина;

h_p – расчетная высота подвеса светильников.

Таблица 3.1 – Световой поток от некоторых типов ламп

Тип лампы	Мощность, Вт	Световой поток, лм	Тип лампы	Мощность, Вт	Световой поток, лм
ЛН БК220-60			ЛЛ ЛХБ
ЛН БК220-100			ЛЛ ЛХБ
ЛН Г220-200			ЛЛ ЛД
ЛЛ ЛТБ			ЛЛ ЛД
ЛЛ ЛТБ			ЛЛ ЛДЦ
ЛЛ ЛБ			ЛЛ ЛДЦ
ЛЛ ЛБ			ЛЛ ЛХЕЦ
ЛЛ ЛЕЦ			ЛЛ ЛТБЦ

Условные обозначения: ЛН – лампы накаливания, БК – биспиральные криптоновые,
Г – газополные, ЛЛ – люминесцентные лампы, ЛТБ – тепло-белые, ЛБ – белые, ЛХБ – холодно-белые, ЛД – дневные, ЛДЦ – дневные с улучшенной цветопередачей, ЛЕЦ – с естественного света с улучшенной цветопередачей.

 

Коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка ρ _п и стен ρ _с – можно приближенно оценить по таблице 3.2. Коэффициент отражения расчетной поверхности или пола как правило принимается ρ _р = 0,1.

Коэффициент использования U_oy определяется по найденным значениям индекса помещения i _п и коэффициентов отражения ρ _п, ρ _с и ρ _р для выбранного типа светильников. Значения коэффициентов использования для светильников с типовыми кривыми силами света приведены в таблице 3.3.

 

Таблица 3.2 – Приблизительные значения коэффициентов отражения стен и потолка

Отражающая поверхность	Коэффициент отражения ρ, %
Побеленный потолок; побеленные стены с окнами, закрытыми белыми шторами
Побеленные стены при незанавешенных окнах; побеленный потолок в сырых помещениях; чистый бетонный и светлый деревянный потолок
Бетонный потолок в грязных помещениях; деревянный потолок; бетонные стены с окнами; стены, оклеенные светлыми обоями
Стены и потолки в помещениях с большим количеством темной пыли; сплошное остекление без штор; красный кирпич неоштукатуренный; стены с темными обоями

 

Таблица 3.3 – Коэффициент использования светильников с типовым кривыми силами света U_oy

Тип КСС	Значение , %
при ; ; и , равном	при ; ; и , равном	при ; ; и , равном	при ; и , равном
0,6	0,8	1,25				0,6	0,8	1,25				0,6	0,8	1,25				0,6	0,8	1,25
М
Д-1
Д-2
Г-1
Г-2
Г-3
К-1
К-2
К-3

 

Тип КСС	Значение , %
при ; и , равном	при ; ; и , равном	при ; и , равном	при и , равном
0,6	0,8	1,25				0,6	0,8	1,25				0,6	0,8	1,25				0,6	0,8	1,25
Л
М
Д-1
Д-2
Г-1
Г-2
Г-3
К-1
К-2
К-3
Л
Л-Ш	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Ш	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

 

Расчет средней освещенности помещения методом коэффициента использования проводится в следующей последовательности:

- определяется h_p, тип и число светильников в помещении, как указывалось выше;

- по таблицам СНиП 23-05 находятся коэффициент запаса К_з, поправочный коэффициент z и нормированную освещенность Е_н; определяется индекс помещения i _п;

- определяется коэффициент использования светового потока ламп U_oy;

- по формуле (3.1) находится необходимый световой поток ламп в одном светильнике;

- выбирается лампа с близким по величине световым потоком.

Световой поток светильника при выбранных лампах не должен отличаться от Ф_л больше чем на величину (-10 ¸ +20)%. В случае невозможности выбора ламп с таким приближением корректируется число светильников n либо высота подвеса светильников h_p.

Расчет люминесцентного освещения начинается с выбора числа рядов светильников N, которые подставляются в формулу (3.1) вместо n. Первоначально определяется световой поток Ф_л от ряда светильников. Число светильников в ряду определяется как:

, (3.3)

где Ф₁ – световой поток одного светильника.

Суммарная длина n светильников сопоставляется с длиной помещения, причем возможны следующие случаи:

1. Суммарная длина светильников превышает длину помещения: необходимо или применить более мощные лампы (у которых световой поток на единицу длины больше), или увеличить число рядов, или компоновать ряды из сдвоенных, строенных светильников.

2. Суммарная длина светильников равна длине помещения: задача решается установкой непрерывного ряда светильников.

3. Суммарная длина светильников меньше длины помещения: принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами λ между светильниками.

Из нескольких возможных вариантов на основе технико-экономических соображений выбирается наилучший.

Рекомендуется, чтобы λ не превышала 0,5 расчетной высоты (кроме многоламповых светильников в помещениях общественных и административных зданий).

При заданном световом потоке ряда светильников Ф_л формула (3.1) решается относительно N.

 

Порядок выполнения работы

Каждый студент получает индивидуальное задание, в котором даны исходные данные для расчета искусственного освещения помещения. В соответствии с данными необходимо рассчитать требуемое количество светильников.

 

Пример расчета. В помещении габаритами 20 ´ 10 м, с индексом установлены три продольных ряда светильников ЛСП02 (КСС типа Д-2) с лампами ЛБ и требуется обеспечить при . Задано , ; и . В таблице 3.3 этим условиям соответствует .

Световой поток ламп одного ряда светильников:

Если применить светильники с лампами 2 ´ 40 Вт (с общим световым потоком 6300 лм), то в ряду необходимо установить 63460: 6300» 11 светильников; если же светильники с лампами 2 ´ 65 Вт (с потоком 9600 лм), в ряду необходимы 6 светильников. Так как длина помещения не менее 20 м, то в обоих случаях светильники вмещаются в ряд. Некоторые преимущества имеет первый вариант, при котором разрывы между светильниками меньше.

 

 

Лабораторная работа № 4