Приложение А. Свойства элементов вентилируемых стропильных и совмещенных крыш зданий и сооружений

Приложение А

Свойства элементов вентилируемых стропильных и совмещенных крыш зданий и сооружений

А.1 Показатели подкровельных пленок приведены в таблице А.1.

Таблица А.1

Наименование показателя, единица измерения	Диффузионная ветроводозащитная пленка, укладываемая по утеплителю с одним вентиляционным зазором	Водозащитная (антиконденсатная) пленка, укладываемая с образованием двух вентиляционных зазоров
1 Плотность потока водяного пара по ГОСТ 25898, за 24 ч, или	Не менее 300	-
Эквивалентная толщина воздуха по ГОСТ 32318, м	Не более 0,03	-
2 Разрывная нагрузка при растяжении (вдоль и поперек полотнища материала), Н/5 см (по ГОСТ 2678, ГОСТ 31899-2)	Не менее 115	Не менее 200
3 Водонепроницаемость при давлении, МПа (по ГОСТ 2678)	Не менее 0,001	Не менее 0,001
4 Стойкость к ультрафиолетовым лучам, ч (по ГОСТ 32317)	Не менее 336	Не менее 336
5 Рабочая температура, °С	От минус 40 до плюс 100	От минус 40 до плюс 80
Примечание - Изменение показателей 2 и 3 не должно быть более 15% нормируемых после воздействия ультрафиолетовых лучей по показателю 4.

А.2 Высота вентиляционного канала в крышах стропильной конструкции приведена в таблице А.2.

Таблица А.2

Длина ската крыши, м	Высота канала, мм, в крышах с уклоном, % (град.)
	18 (10)	27 (15)	36 (20)	47 (25)	56 (30)
5	50	50	50	50	50
10	80	60	50	50	50
15	100	80	60	50	50
20	100	100	80	60	50
25	100	100	100	80	60

А.3 Осушающая способность системы вентилируемых каналов и числа аэрационных патрубков в совмещенной крыше зданий и сооружений

А.3.1 Количество влаги, , удаляемой из утеплителя через вентилируемые каналы за период со среднемесячными температурами выше 0°С, определяют по формуле

, (А.1)

где f - площадь сечения канала, ;

N - число вентилируемых каналов на участке крыши или на всей крыше;

n - число месяцев со средней температурой наружного воздуха ;

- влагосодержание воздуха, выходящего из каналов, при температуре , , определяют по формуле (А.2);

- фактическое влагосодержание воздуха, входящего в каналы при температуре и средней за этот месяц относительной влажности наружного воздуха, , определяют по формуле (А.5);

- длительность месяца, с;

- средняя за месяц скорость движения воздуха в каналах, м/с;

F - площадь крыши или ее участка, .

Влагосодержание воздуха, выходящего из каналов, определяют по формуле

, (А.2)

где - парциальное давление насыщенного водяного пара на выходе воздуха из каналов, Па, определяется по [4, таблицы С.1 и С.2];

- температура воздуха на выходе из каналов, °С, определяемая по формуле

, (А.3)

здесь - температура воздуха помещения, °С;

, - коэффициенты теплопередачи частей крыши ниже центра сечения канала и выше него, ;

- среднемесячная температура наружного воздуха с учетом солнечной радиации, определяемая с учетом прозрачности атмосферы:

, (А.4)

здесь - среднемесячная температура наружного воздуха, °С (СП 131.13330.2012, таблица 5.1*);

- коэффициент поглощения теплоты (для крупнозернистой посыпки верхнего слоя кровельного ковра );

- среднемесячное значение солнечной радиации, (СП 131.13330.2012, таблица 8.1);

- коэффициент прозрачности атмосферы (для городской застройки принимают );

- коэффициент теплоотдачи [принимают ].

, (А.5)

где - упругость водяного пара наружного воздуха, средняя за данный месяц, Па.

А.3.2 В качестве примера расчета приведено определение осушающей способности вентилируемых и диффузионных каналов в конструкции ремонтируемой крыши.

Здание имеет размеры в плане 36x144 м, высота до вентиляционных отверстий 10 м. Выступающие над кровлей части здания отсутствуют. При ширине здания 36 м длина скатов с уклоном 1,5% составляет 18 м. Параметры внутреннего микроклимата: ; - для зимних условий и ; - для летних.

Обследованием было установлено, что весовая влажность пенобетона с начальной плотностью ~ 400 на некоторых участках крыши составляет 22%, 30% и 40% при нормативном значении 12%.

Влагосодержание слоя пенобетона толщиной 100 мм при весовой влажности составляет , при этом допустимое влагосодержание (при ) - 4,8 . Следовательно, количество сверхнормативной влаги составит 8,8 - 4,8 = 4 , при влажности пенобетона 30% - 7,2 , а при влажности пенобетона 40% - 11,2 .

Было принято решение снять старый водоизоляционный ковер, выполнить ремонт стяжки, дополнительно утеплить крышу двумя слоями минераловатных плит, раздвинуть плиты с образованием вентилируемых каналов шириной 100 мм через 1,1 м и диффузионных каналов шириной 50 мм через 550 мм поперек скатов; поверх плит утеплителя следует уложить сборную стяжку из ЦСП толщиной мм или из хризотилцементных плоских листов толщиной мм (рисунки А.1 и А.2).

А.3.3 Возможны два варианта конструктивных решений для сушки увлажненного утеплителя.

Первый вариант (предпочтительный) заключается в устройстве вентилируемых каналов в теплоизоляционном слое по всей поверхности крыши (рисунок А.2) и сообщением их с наружным воздухом через козырек над парапетами продольных стен (рисунок А.3). В данном случае под воздействием ветра в каналах происходят движение воздуха и сушка утеплителя.

Второй вариант - установить над частью вентилируемых и диффузионных каналов кровельные аэраторы с внутренним диаметром патрубков 100 мм.

Скорость движения воздуха в канале для каждого из n месяцев определяют по формуле

, (А.6)

где - средневзвешенная скорость ветра, м/с, на высоте 10 м для каждого летнего месяца; для данного расчета была принята м/с;

, - аэродинамические коэффициенты на входе в канал и выходе из него приведены в таблице А.3.

Для данного примера .

Если высота здания больше или меньше 10 м, скорость движения воздуха в канале определяют с учетом изменения скорости ветра по высоте по формуле

, (А.6а)

здесь - средневзвешенная скорость ветра, м/с, на высоте меньше или больше 10 м для каждого летнего месяца;

Н - высота до входа в отверстие вентиляционного канала, м.

Таблица А.3

Направление ветра, град.	Обозначение	Аэродинамические коэффициенты при
		3 < < 6			6 < < 25
		1	2	3	4	6	8
90°		+0,5	+0,6	+0,6	+0,5	+0,5	+0,5
		-0,6	-0,2	-0,15	-0,15	-0,1	-0,05
45°		+0,2	+0,2	+0,2	+0,2	+0,2	+0,2
		-0,8	-0,6	-0,3	-0,1	-0,1	-0,1
S - длина зданий, м; - высота здания от уровня земли до верха козырька, м; L - ширина здания, длина вентилируемого канала, м.

L - длина вентилируемого канала, м;

Л - коэффициент сопротивления трению, определяется по формуле

, (А.7)

где - приведенная шероховатость стенок канала;

, (А.8)

здесь и - абсолютная шероховатость материала стенок канала, принимаемая по таблице А.4;

Таблица А.4 - Абсолютная шероховатость основных материалов, используемых в вентилируемых крышах

Типы поверхностей	Абсолютная шероховатость , мм
Хризотилцементные, ЦСП	0,6
Деревянные остроганные	0,3
Деревянные неостроганные	2,0
Бетонные из необработанного бетона	0,3
Шлакобетонные, опилко-алебастровые и т.д.	1,5
Из штучных изделий (блоков, плит, кирпичей) без заполнения швов	10,0
Из штучных теплоизоляционных изделий с заполнением швов	6,0

d - эквивалентный диаметр канала, м; для канала прямоугольного сечения со сторонами а и b определяют по формуле

. (А.9)

При сечении канала с а = 0,1 м и b = 0,05 м получают d = 0,067 м.

Для данного примера расчета .

Тогда .

- сумма местных сопротивлений. Для данного примера = 36*.

Средняя скорость движения воздуха в вентилируемом канале за летний период, рассчитанная по формуле (А.6), составит 0,23 м/с.

Результаты расчетов количества влаги q, , удаляемой из утеплителя через вентилируемые каналы за один летний сезон, приведены в таблице А.5.

Таблица А.5

Наименование	Апрель	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь	Октябрь
, °С	4,4	11,9	16,0	18,1	16,3	10,7	4,3
,%	66	58	59	63	68	73	78
, Па	552	813	1066	1293	1266	933	653
,	4,3	6,2	8,0	9,6	9,5	7,1	5,1
,	232	322	343	333	261	174	84
, °С	10,5	20,3	24,9	26,8	23,1	15,2	6,5
, Па	1321	2381	3093	3421	2792	1761	1029
,	10,1	17,6	25,6	24,8	20,5	13,2	8,0
q,	455	925	1146	1234	893	479	235

Необходимо рассчитать время Т, необходимое для сушки увлажненного утеплителя с учетом существующей влажности утеплителя и возможной технологической влаги при укладке теплоизоляции. Для этого в качестве источника увлажнения принимают 20-минутный дождь интенсивностью с вероятностью максимальной интенсивности 50%, учитывая относительно небольшую площадь крыши и соотношение сторон здания в плане. Так, например, при дополнительное увлажнение утеплителя может составить .

Время Т в летних сезонах с учетом воздействия солнечной радиации, в течение которого весовая влажность пенобетона и минераловатного утеплителя достигнут нормативного значения, составит:

- при летнего сезона;

- при летнего сезона;

- при летнего сезона.

Второй вариант

При отсутствии возможности выполнения парапета по схеме, приведенной на рисунке А.3, над местами пересечения вентилируемых и диффузионных каналов устанавливают кровельные аэраторы, требуемое число и диаметры которых определяются расчетом. На рисунке А.4 и А.5 показаны план кровли рассматриваемого здания и пример установки аэраторов.

На участке крыши площадью 930,6 предварительно устанавливают 10 аэраторов диаметром 100 мм из условия действия одного аэратора на площади 80-90 , а на всей площади крыши, равной 5184 , - 56 аэраторов.

Для крыши здания размером в плане не более 48х144 м и высотой 10 м на базе 6-18 м как вдоль, так и поперек линии конька в патрубках аэраторов одинакового диаметра при всех направлениях ветра скоростью 2-5 м/с возникает разность давлений , составляющая 0,12-0,14 , в результате чего в вентилируемых каналах происходит движение воздуха. В этом случае скорость движения воздуха в канале определяют по формуле (А.10). При высоте здания больше или меньше 10 м скорость движения воздуха в канале определяется по формуле (А.6) с учетом изменения скорости ветра по высоте [формула А.6а)].

Скорость движения воздуха в каналах между двумя аэраторами определяют по формуле

, (А.10)

где - объемная плотность воздуха, , определяемая по формуле

,

здесь - температура в канале, °С, определяемая по формуле

;

g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 .

При подстановке исходных данных в формулу (А.10) скорость движения воздуха в вентилируемых каналах составит 0,11 м/с, а количество влаги, удаляемой из утеплителя за один летний сезон, приведено в таблице А.6.

Таблица А.6

Наименование	Апрель	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь	Октябрь
, °С	4,4	11,9	16,0	18,1	16,3	10,7	4,3
, %	66	58	59	63	68	73	78
, Па	552	813	1066	1293	1266	933	653
,	4,3	6,2	8,0	9,6	9,5	7,1	5,1
,	232	322	343	333	261	174	84
, °С	10,5	20,3	24,9	26,8	23,1	15,2	6,5
, Па	1321	2381	3093	3421	2792	1761	1029
,	10,1	17,6	25,6	24,8	20,5	13,2	8,0
q,	227	463	573	632	432	239	118

Так как скорость движения воздуха в вентилируемых каналах и количество удаляемой влаги из утеплителя за летний сезон в два раза меньше, чем в предыдущем конструктивном решении (рисунок А.3 и таблица А.3), то время сушки T в летних сезонах составит:

- при летнего сезона;

- при летнего сезона;

- при летнего сезона.

В первые зимние месяцы сушки, как правило, происходят активное перемещение влаги из пенобетона в толщу минераловатных плит и перераспределение влагосодержания утеплителей по площади крыши. При недостаточных или неправильно выполненных нахлестках рулонных пароизоляционных материалов и некачественной герметизации стыков несущих плит или профнастила кратковременные протечки могут появиться там, где их не было до начала сушки. Во второй зимний период сушки эти протечки, как правило, уже не возникают.

______________________________

* Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям - М.: Машиностроение, 1992.