Расчет сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции из условия ограничения накопления влаги в ограждении

Цель расчета – определение сопротивления паропроницанию ограждения R_пх и сравнение этой величины с требуемымсопротивлением паропроницанию из условия ограничениянакопления влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха.

Сопротивление паропроницанию R_пх для трехслойной конструкции ограждения определяют по формуле (6.16) (аналогично расчету в разд. 6.3).

Требуемое сопротивление паропроницанию вычисляют по уравнению

(6.26)

,

где

(6.27)

.

Порядок расчета следующий:

1) Z₀ – продолжительность (количество суток) периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха (по исходным данным прил. 7);

2) е_в – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха помещения, Па (см. формулу 6.10);

3) Е_х.о – насыщающее давление водяного пара в плоскости возможной конденсации зa период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха, Па, опре­деляют по прил. 9 в зависимости от средней температуры в этой плоскости за тот же период t_x.o. Температуру t_x.o вычисляют по уравнению

(6.28)

,

где величины t_в, R₀, R₁ и R₂ определены в теплотехническом расчете (разд. 4); t_н.о –средняя температура наружного воздуха за период с отрицательными среднемесячными температурами,

(6.29)

,

где – сумма средних температур всех месяцев с отрицательными температурами, принимают по исходным данным прил.7;

Z₄ – число месяцев в году с отрицательными среднемесячными температурами – по прил.7;

4) е_н.о – среднее парциальное давление (упругость) водяного пара в наружном воздухе за рассматриваемый период, определяют по формуле

(6.30)

,

где – сумма средних парциальных давлений паров в воздухе всех месяцев с отрицательными температурами, принимают по исходным данным прил.7;

5) R_n.н – сопротивление паропроницанию части ограждения между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, (м²·ч·Па)/мг (см.разд.6.3 п.1);

6) – толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, принимаемая равной 2/3 толщины однородного (однослойного) ограждения или толщине теплоизоляционного слоя (утеплителя) многослойной ограждающей конструкции, м; для рассматриваемой трехслойной конструкции ;

7) – предельно допустимое приращение расчетного мас­сового отношения влаги в материале увлажняемого слоя, %; для газо- и пенобетонов =6%;

8) – плотность материала увлажняемого слоя (утеплителя), принимаемая по исходным данным прил. 8. Подставив полученные значения в уравнения (6.27) и (6.26), вычисляют , которое затем сравнивают с величиной R_пх, определенной по выражению (6.15).

Если , то материал утеплителя к концу периода влагонакопления окажется в переувлажнённом состоянии. Приращение средней влажности утепляющего слоя за указанный период будет превышать значение допустимого приращения .

Если то в течение всего периода влагонакопления приращение средней влажности материала утепляющего слоя ограждения не превышает допустимого приращения.

Результаты расчётов, приведённых в разд.6.3 и 6.4, оценивают по условию, что сопротивление паропроницанию ограждения R_пх должно быть не менее наибольшего из требуемых сопротивлений паропроницанию или . Если это условие не соблюдается, то для предотвращения нежелательной конденсации в массиве ограждении необходимо предусмотреть дополнительный слой пароизоляции. Толщина этого слоя определяется по условию, что , где равно большему значению требуемого сопротивления паропроницанию или . Тогда сопротивление паропроницанию дополнительного пароизоляционного слоя ограждения

(6.31)

.

По полученному значению R_пи подбирают дополнительный пароизоляционный слой по прил.10, в котором приведены характеристики листовых материалов и тонких слоев пароизоляции.

ТРЕНИРОВОЧНЫЕ ЗАДАНИЯ

Исходные данные для производства тепловлажностных расчётов наружных ограждений приведены в прил.13.

Конструктивные параметры наружной стены (вариант задания) выбираются по последней цифре шифра (№ зачётной книжки).

Теплотехнические характеристики материалов слоёв ограждения приведены в прил.8, климатические характеристики заданного пункта строительства в прил.7.

Задание 5. Проверить вероятность конденсации водяного пара внутри наружной стены жилого дома (район строительства – г. Киев).

Исходные данные. Конструкция наружной стены: внутренний отделочный слой =0,04 м из бетона =2400 кг/м³; слой утеплителя =0,12 м из газобетона =300 кг/м³; наружный фактурный слой =0,1 м из того же бетона, что и внутренний.

Коэффициенты теплопроводности, Вт/(м·К), и паропроницаемости слоёв, мг/(м·ч·Па), принимаем по прил.8:

=1,86; =0,13; =1,86;

=0,03; =0,26; =0,03.

Порядок расчёта

1. Находим необходимые характеристики наружного воздуха для самого холодного месяца (для г. Киева – январь) по прил.7: средняя температура t_н(I) = –5,9°С; парциальное давление водяного пара е_н(I) =380 Па.

2. Рассчитываем термические сопротивления слоёв ограждения по формуле (4.3):

м²·К/Вт;

м²·К/Вт;

м²·К/Вт.

3. Находим общее сопротивление теплопередачи наружной стены по формуле (4.1) (R_в =0,115 м²·К/Вт; R_н =0,0435 м²·К/Вт – принимают по СНиП 2-3-79*):

R_о = R_в + R₁ + R₂ + R₃ + R_н =0,115+0,0215+0,923+0,0538+0,0435=1,1568 м²·К/Вт

4. Рассчитываем температуру на поверхности стены и на границах слоёв по формуле (6.3):

на внутренней поверхности

на границе 1-го и 2-го слоёв

на границе 2-го и 3-го слоёв

на наружной поверхности

5. Определяем насыщающие парциальные давления водяного пара на поверхностях наружной стены и на границах слоев (прил. 9):

Е_в.п =1 772 Па; Е₁ =1 727 Па; Е₂ =441 Па; Е_н.п =401 Па.

6. Находим парциальное давление водяного пара в воздухе помеще­ния

,

где Е_в = 2 064 Па при t_в =18°С (по прил. 7).

7. Вычисляем сопротивление паропроницанию, (м²·ч·Па)/мг, отдель­ных слоев ограждения по формуле (6.11)

8. Общее сопротивление паропроницанию стены равно:

R_п + R_п1 + R_п2 + R_п3 =1,333+0,462+3,333=5,128 (м²·ч·Па)/мг.

9. Определяем фактическое парциальное давление (упругость) водя­ного пара в характерных сечениях стены по формуле (6.9):

на внутренней поверхности стены

е_в.п=е_в =1 238 Па;

на границе 1 -го и 2-го слоев

на границе 2-го и 3-го слоев

на наружной поверхности стены

е_н.п = е_н(I) =380 Па.

10. По результатам расчетов строим график (рис.6.4), где по оси абс­цисс отложены сопротивления паропроницанию слоев, а по оси ординат - температуры на границах слоев и парциальные давления пара. Из рис.6.4 следует, что в толще ограждения возможна конденсация водяных паров (заштрихованная область).

Задание 6. Рассчитать сопротивление паропроницанию наружной стены жилого дома из условия недопустимости накопления влаги в ней за годовой период.

Исходные данные. Районстроительства – г. Киев. Конструкция стены такая же, как и в задании 5. Расчетные тепловлажностные характери­стики слоев ограждения принять также по данным задания 5:

- сопротивления теплопередаче, м²·К/Вт:

R₁ =0,0215; R₂ =0,923; R_o =1,1568;

- сопротивления паропроницанию, (м²·ч·Па)/мг:

R_n1 = 1,333; R_n2 = 0,462; R_n3 = 3,333.

Порядок расчета

1. Определяем сопротивление паропроницанию части ограждения от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации

R_nx = R_n1 + R_п2 = 1,333 + 0,462 = 1,795 (м²·ч·Па)/мг.

Плоскость возможной конденсации х-х принимаем в соответствии с указаниями разд. 6.3 на наружной поверхности утепляющего слоя (рис 6.5).

Рис 6.4. Определение вероятности конденсации
водяного пара в ограждении

2. Находим сопротивление паропроницанию части стены, располо­женной между плоскостью возможной конденсации и наружной по­верхностью:

R_пн = R_n3 = 3,333 (м²·ч·Па)/мг.

3. Парциальное давление (упругость) водяного пара во внутреннем
воздухе равно

е_в =1238 Па (см. задание 5).

4. Вычисляем среднее парциальное давление водяного пара в наруж­ном воздухе за годовой период по формуле (6.18):

Величины парциальных давлений по месяцам принимаем по данным прил.7.

5. Определяем средние температуры наружного воздуха в течение годового периода эксплуатации (см. разд. 6.3 пп.5–7):

– для зимнего периода (t_н <–5°С) – по формуле (5.21):

– для весеннее-осеннего периода (–5°С< t_н <5°С):

– для летнего периода (t_н >5°С) – по формуле (6.25):

6. Рассчитываем температуру ограждения в плоскости возможной конденсации для этих же периодов года:

– для зимнего периода – по формуле (6.20):

Х-Х Плоскость возможной конденсации

Рис. 6.5. Расположение плоскости возможной конденсации в трёхслойной конструкции наружной стены

– для весеннее-осеннего периода – по формуле (6.22):

– для летнего периода – по формуле (6.24):

7. Для рассчитанных температур определяем насыщающие парциальные давления водяного пара в плоскости возможной конденсации по прил.9:

=425 Па; =644 Па; =1661 Па.

8. Находим насыщающее давление водяного пара Е_х в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации по формуле (6.19):

9. Вычисляем требуемое сопротивление паропроницанию наружной стены по формуле (6.16):

(м²·ч·Па)/мг.

10. Из сравнения (м²·ч·Па)/мг < (м²·ч·Па)/мг следует, что наружная стена удовлетворяет требованиям СНиП по условию недопустимости накопления влаги в ограждении за годовой период.

Задание 7. Рассчитать сопротивление паропроницанию наружной стены жилого дома, расположенного в г. Киеве, из условия ограничения накопления влаги в ней за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха.

Исходные данные принять такие же, как в задании 6.

Порядок расчета

1. Определяем продолжительность периода влагонакопления (для месяцев с отрицательной температурой наружного воздуха, указанных в прил.7).

Z₀ = Z_{(I )}+ Z_(II) + Z_(III) + Z_(XII) =31+28+31+31=121 сут.

2. Находим среднюю температуру наружного воздуха периода с отрицательными среднемесячными температурами по формуле (6.29):

3. Определяем расчетную температуру в плоскости возможной конденсации при t_но по уравнению (6.28):

а затем по прил. 9 находим максимальную упругость водяного пара в плоскости х-х (см. рис. 6.5):

Е_хо =520 Па.

4. Вычисляем среднюю величину парциального давления водяного пара в наружном воздухе для периода с отрицательными среднемесяч­ными температурами по формуле (6.30):

Находим параметр по формуле (6.27):

6. Определяем требуемое сопротивление паропроницанию огражде­ния по формуле (6.26):

(м²·ч·Па)/мг

7. Из сравнения (м²·ч·Па)/мг < (м²·ч·Па)/мг следует, что наружная стена соответствует требованиям СНиП [1] также и по условию ограничения накопления влаги в ней за период с отрица­тельными среднемесячными температурами наружного воздуха.

Дата добавления: 2015-05-26