Расчёт сопротивления воздухопроницанию ограждающей конструкции (стены)

 

В целях экономии топливно-энергетических ресурсов наружные ограждающие конструкции зданий должны иметь сопротивление воздухопроницанию R_И, (м²·ч·Па)/кг, не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию R_И^тр, (м²·ч·Па)/кг, определяемого по формуле

 

(7.2)

,

 

где G_Н – нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м²·ч), принимаемая по [1]; ΔР – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па, определяемая по формуле

 

(7.3)

;

 

 

здесь Н – высота здания (от поверхности земли до верха карниза), м; – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с, [2]; γ_н, γ_в – удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³, определяемый по формуле

 

(7.4)

,

где t – температура воздуха: внутреннего (для определения γ_в), принимаемая согласно [1, п. 2.2*]; наружного (для определения γ_н), равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 [2].

Для сравнения с требуемым сопротивлением воздухопроницанию R_И^тр, (м²·ч·Па)/кг, важно определить фактическое сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции R_И^ф, (м²·ч·Па)/кг, по выражению

	(7.5)

,

где R_И1, R_И2, ···, R_Ип – сопротивление воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции, (м²·ч·Па)/кг (прил. 11).

После расчетов R_И^ф и R_И^тр необходимо произвести сравнение полученных значений.

Если R_И^ф ≥ R_И^тр, то ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям воздухопроницаемости, в другом случае потребуется предусмотреть меры по повышению сопротивления воздухопроницаемости ограждений. Для этого рекомендуется выбрать строительные материалы и конструкции с большим R_И^тр и плотные слои ограждения располагать у наружной поверхности. В качестве таких слоев целесообразно принимать цементно-песчаную штукатурку, керамическую плитку, естественный облицовочный камень и т.п.

 

 

Тренировочные задания

 

Задание8. Рассчитать сопротивление воздухопроницаемости многослойной ограждающей конструкции.

 

Исходные данные:

 

1. Ограждающая конструкция девятиэтажного жилого здания, состоящая из трех слоев: керамзитобетона γ₁=1000 кг/м³ и толщиной δ₁=0,120 м; слоя утеплителя из пенополистирола γ_ут=40 кг/м³, толщиной δ_УТ =0,05 м; керамзитобетона γ₃=1000 кг/м³ и δ₃=0,08 м.

2. Район строительства – г. Пенза.

3. Влажностный режим помещения – нормальный.

4. Зона влажности района – сухая.

5. Условие эксплуатации – А.

6. Высота этажа – 2,7 м.

7. Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах: t_н^0,92 =–29⁰С (прил.7); t_в =18⁰С; =5,6 м/с [2]; G_н=0,5 кг/(м²×ч) [1]; R_И1=8,2 (м²×ч∙Па)/кг(прил.11); R_Иут=98 (м²×ч∙Па)/кг (прил.11); R_И2=8,2 (м²×ч∙Па)/кг (прил. 11).

 

Порядок расчёта

1. Находим удельный вес наружного и внутреннего воздуха по формуле (7.4):

Н/м³; Н/м³.

2. Определяем разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающей конструкции ΔР по формуле (7.3):

 

Па.

 

3.Вычисляем требуемое сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции R_И^тр по выражению (7.2):

 

(м²×ч∙Па)/кг.

 

4. Определяем сопротивление воздухопроницаемости отдельных слоёв ограждающей конструкции

 

(м²×ч∙Па)/кг;

(м²×ч∙Па)/кг;

(м²×ч∙Па)/кг.

 

5. Находим общее фактическое сопротивление воздухопроницанию наружного ограждения R_И^ф по формуле (7.5):

 

(м²×ч∙Па)/кг.

Таким образом, ограждающая конструкция отвечает требованиям воздухопроницаемости, т.к. выполняется условие R_И^ф ≥ R_И^тр,т.е. 158, 4> > 88,8 (м²×ч∙Па)/кг.

 

ТЕСТЫ

 

1. Воздухопроницаемость характеризует способность ограждения пропускать:

а) водяные пары; б) воду; в) воздух; г) теплоту; д) солнечную радиацию?

2. Сопротивления воздухопроницанию слоёв трёхслойной наружной стены равны: R_и1 =470 (м²×ч∙Па)/кг; R_и2 =210 (м²×ч∙Па)/кг; R_и3 =320 (м²×ч∙Па)/кг. Общее сопротивление воздухопроницанию ограждения, (м²×ч∙Па)/кг равно:

а) 3000; б) 1800; в) 2500; г) 1000; д) 1500.

 

3. Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждения равна =24,1 Па; нормативная воздухопроницаемость наружной стены G^н=0,5 кг/(м²∙ч). Требуемое сопротивление воздухопроницанию стены, (м²×ч∙Па)/кг, равно:

а) 50,2; б) 21,7; в) 48,2; г) 60,9; д) 35,1.

 

 

Контрольные вопросы

 

 

1. Какие факторы обуславливают проникновение воздуха через ограждающие конструкции?

2. Что называется фильтрацией, инфильтрацией и эксфильтрацией?

3. Как влияет инфильтрация на тепловой ражим помещения?

4. Что понимается под воздухопроницаемостью наружного ограждения?

5. Что понимается под сопротивлением воздухопроницанию ограждающей конструкции? Какова его размерность?

6. Как определяется сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции?

7. Как определяется требуемое сопротивление воздухопроницанию?

8. Каково условие соответствия наружного ограждения требованиям воздухопроницаемости?

 

 

ВОПРОСЫ К ЗАЧЁТУ

 

1. Понятия о тепловом, влажностном и воздушном режимах помещения.

2. Особенности тепломассообменных процессов, протекающих в наружных ограждениях зданий. Общая характеристика защитных свойств ограждающих конструкций.

3. Теплообмен в помещении. Виды теплообмена и элементы поме­щения, участвующие в нём.

4. Лучистый теплообмен между поверхностями в помещении. Расчёт потока лучистого теплообмена.

5. Лучистый теплообмен в помещении. Коэффициенты облучаемое и коэффициенты лучистого теплообмена поверхности.

6. Радиационная температура помещения, и её определение.

7. Конвективный теплообмен в помещении. Расчётное уравнение конвективного теплообмена поверхности помещения.

8. Кондуктивный (теплопроводностный) теплообмен поверхности помещения. Расчётное уравнение теплопередачи через поверхность.

9. Общее уравнение теплового баланса поверхности помеще­ния.

10. Теплообмен человека в помещении.

11. Уравнение теплового баланса человека в помещении.

12. Характеристика параметров микроклимата в помещении. По­нятие о радиационной температуре поверхностей и температуре поме­щения.

13. Общая характеристика оптимальных и допустимых условий комфортности тепловой обстановки в помещении.

14. Первое условие комфортности тепловой обстановки в поме­щении. Взаимосвязь между температурой воздуха в помещении и ра­диационной температурой.

15. Второе условие комфортности тепловой обстановки в поме­щении. Нормируемый температурный перепад между воздухом в по­мещении и внутренними поверхностями ограждений.

16. Обеспеченность заданных расчётных параметров воздушной
среды помещения. Показатель степени обеспеченности расчётных внутренних условий.

17. Параметры, характеристики и расчётные сочетания показате­лей наружного климата для зимнего периода года с учётом заданной обеспеченности расчётных внутренних условий.

18. Определение расчётного сопротивления теплопередаче и ко­эффициента теплопередачи наружного ограждения.

19. Определение требуемого сопротивления теплопередаче на­ружного ограждения в соответствии со СНиП II-3-79 исходя из сани­тарно-гигиенических и комфортных условий.

20. Определение требуемого сопротивления теплопередаче на­ружного ограждения из условия энергосбережения в соответствии со СНиП II-3-79*.

21. Условие соответствия теплозащитных характеристик наруж­ного ограждения требованиям СНиП II-3-79.

22. Методика определения необходимой толщины утеплителя наружного ограждения в соответствии со СНиП II-3-79.

23. Методика проверки возможности конденсации водяных па­ров на внутренней поверхности наружного ограждения.

24. Теоретическое обоснование методики инженерного расчёта теплоустойчивости наружного ограждения для летнего периода года.

25. Условие соответствия наружного ограждения требованиям теплоустойчивости в соответствии со СНиП П-3-79.

26. Характеристика влажностного состояния наружных огражде­ний. Факторы влияющие на влажностное состояние.

27. Коэффициент паропроницаемости материала ограждения, его размерность и физический смысл.

28. Сопротивление паропроницанию наружного ограждения, его размерность и физический смысл.

29. Расчёт сопротивления паропроницанию многослойного на­ружного ограждения.

30. Методика расчёта распределения температур и парциальных давлений водяного пара в толще многослойного ограждения для усло­вий наиболее холодного месяца года.

31. Графо-аналитический метод проверки вероятности конденса­ции водяного пара в толще многослойной наружной стены.

32. Условие соответствия наружного ограждения требованиям СНиП II-3-79* по условию недопустимости накопления влаги в нём за годовой период.

33. Условие соответствия наружного ограждения требованиям СНиП II-3-79 по условию ограничения накопления влаги в нём за пе­риод с отрицательными среднемесячными температурами наружного
воздуха.

34. Воздушный режим здания. Фильтрация, инфильтрация и эксфильтрация воздуха через наружные ограждения и их влияние на тепловой режим здания. Понятие о воздухопроницаемости ограждения.

35. Определение расчётной разности давлений воздуха на на­ружной и внутренней поверхностях ограждения.

36. Определение расчётного сопротивления воздухопроницанию конструкции наружного ограждения. Коэффициент воздухопроницае­мости, его физический смысл и размерность. Условия соответствия требованиям СНиП II-3-79, характери­стик воздухопроницаемости наружного ограждения.