Приложение Э. Пример расчета сопротивления паропроницанию (рекомендуемое)

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 , °С, и относительная влажность внутреннего воздуха , %: для жилых помещений (согласно ГОСТ 30494), (согласно СНиП 23-02).

Расчетная зимняя температура , °C, и относительная влажность наружного воздуха , %, определяются следующим образом: и 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 , и согласно таблице 1* СНиП 23-01 .

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 с окраской внутренней поверхности двумя слоями масляной краски, расчетные коэффициенты теплопроводности , паропроницаемости ;

2 - железобетон толщиной 100 мм, плотностью , , ;

3 - утеплитель Styrofoam 1B А фирмы "ДАУ ЮРОП ГмбХ" толщиной 100 мм, плотностью , , ;

4 - кирпичная облицовка из сплошного глиняного обыкновенного кирпича толщиной 120 мм, , , ;

5 - штукатурка из поризованного гипсо-перлитового раствора толщиной 8 мм, , , .

Порядок расчета

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции равно

.

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

Сопротивление паропроницанию , , 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 - парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле

, (Э.3)

- парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре принимается по приложению С настоящего Свода правил: при Па. Тогда при Па;

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

, (Э.4)

, , - парциальные давления водяного пара, Па, принимаемые по температуре в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов;

, , - 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 , соответствующие этим периодам, по формуле (74) настоящего Свода правил

, (Э.5)

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

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

- сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения, равное ;

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

- сопротивление теплопередаче ограждения, определенное ранее равным

.

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

.

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

зима (январь, февраль, декабрь):

;

;

;

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

;

;

;

лето (май - сентябрь):

;

;

.

По температурам (, , ) для соответствующих периодов определяем по приложению С парциальные давления (, , ) водяного пара: Па, Па, 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 , , .

.

Сопротивление паропроницанию , , части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, определяется по формуле (79).

.

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

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

.

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

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

.

Парциальное давление водяного пара , Па, в плоскости возможной конденсации определяют по приложению С при равным Па.

Согласно СНиП 23-02 в многослойной ограждающей конструкции увлажняемым слоем является утеплитель, в данном примере Styrofoam плотностью при толщине м. Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в этом материале согласно СНиП 23-02 .

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

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

.

Определим по формуле (17) СНиП 23-02

.

При сравнении полученного значения с нормируемым устанавливаем, что .

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 по формуле (79) настоящего Свода правил (здесь и далее сопротивлением влагообмену у внутренней и наружной поверхностях пренебрегаем).

.

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

;

;

;

.

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

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Рассчитаем действительные парциальные давления водяного пара на границах слоев по формуле

, (Э.6)

где и - то же, что и в формуле (Э.3);

- то же, что и в формуле (79);

- сумма сопротивлений паропроницанию слоев, считая от внутренней поверхности.

В результате расчета по формуле (Э.6) получим следующие значения: Па, Па, Па, Па, Па, Па.

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

Для наглядности расчета построим график распределения максимального парциального давления водяного пара и график изменения действительного парциального давления 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.