Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство российские железные дороги Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ Кафедра «Строительные конструкции, здания и сооружения» «Расчет теплотехнических показателей отдельной ограждающей конструкции» РГР 08.05.01.к403.01.ПЗ-СО441СУЗ Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Преподаватель: Паначёв К.А. Студент: Игнатюк О.С. Хабаровск 2021 Содержание: Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № 1. Исходные данные .............................................................................................................................................. 3 2. Расчет необходимой толщины утеплителя ...................................................................................................... 3 2.1. Климатические условия района строительства ........................................................................................ 4 2.2. Подбор необходимой толщины слоя утеплителя ..................................................................................... 4 3. Проверка теплоустойчивости ограждающей конструкции .............................................................................. 7 4. Проверка воздухопроницаемости ограждающей конструкции........................................................................ 8 5. Проверка сопротивления паропроницанию конструкции стены ..................................................................... 9 5.1. Проверка из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации ....................................................................................................................................... 10 5.2. Проверка из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха ........................................................................... 15 Список использованной литературы .................................................................................................................. 16 Изм. Кол.уч. Лист № док. Руковод. Паначёв К.А. Консульт. Н.контр. 2 Разраб. Игнатюк О.С. Подп. Дата 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Расчет теплотехнических показателей Стадия У Лист 2 Листов 17 Кафедра «Строительные конструкции, здания и сооружения» 1. Исходные данные пункт строительства назначение здания тип стены материалы: - штукатурка - несущий слой - утеплитель - облицовочный слой Тайга Административное здание Фасадные системы с эффективным утеплителем и тонким наружным штукатурным слоем - цементно-песчаная, 1800 кг/м3, 15 мм - кирпичная кладка из сплошного глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе, 1800 кг/м3, 380 мм - пенополистирол, 30-35 кг/м3 - декоративная штукатурка из сложного раствора, 1700 кг/м3, 15 мм Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Фасадные системы с эффективным утеплителем и тонким наружным штукатурным слоем 2. Расчет необходимой толщины утеплителя Условие расчета: R0пр R0норм R0пр - фактическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0норм - нормируемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0норм R0трmp R0тр - базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче, принимается по [2, табл.3] в зависимости от градусо-суток отопительного оборудования. Изм. Кол.уч. Лист № док. Подп. Дата 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 3 m p - коэффициент, учитывающий особенности района строительства (в расчете принимается mp 1). 2.1. Климатические условия района строительства Таблица 2.1 – Климатические условия необходимые для теплотехнического расчета № п/п Наименование характеристики Характеристика Источник 1 Место строительства Тайга по заданию 2 Климатический район и подрайон строительства IД [1, прил.А, рис.А.1] 3 Зона влажности района сухая [2, прил.В] 4 Температура воздуха наиболее холодной -39 [1, табл.3.1] пятидневки, обеспеченностью 0,92, °С 5 Средняя температура воздуха, °С, периода со -11,9 [1, табл.3.1] средней суточной температурой воздуха ≤ 0 °С 6 Продолжительность, сут, периода со средней 179 [1, табл.3.1] суточной температурой воздуха ≤ 0 °С 7 Средняя температура воздуха, °С, периода со -7,7 [1, табл.3.1] средней суточной температурой воздуха ≤ 8 °С 8 Продолжительность, сут, периода со средней 242 [1, табл.3.1] суточной температурой воздуха ≤ 8 °С 9 Средняя температура воздуха, °С, периода со -6,7 [1, табл.3.1] средней суточной температурой воздуха ≤ 10 °С 10 Продолжительность, сут, периода со средней 258 [1, табл.3.1] суточной температурой воздуха ≤ 10 °С 2.2. Подбор необходимой толщины слоя утеплителя Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен: норм 𝑅0 тр = 𝑅0 = 𝑎 ∙ ГСОП + 𝑏 = 0,00035 ∙ 6461,4 + 1,4 = 3,6615 (м2·°С)/Вт, Взам. инв. № Фактическое приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки рассчитывается в соответствии с приложением Е СП50.13330.2012. 1 пр 𝑅0 = 1 усл + ∑ ℓ𝑗 ∙ 𝜓𝑗 + ∑ 𝑛𝑘 ∙ 𝜒𝑘 𝑅 Инв. № подл. 𝑡в – расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая по минимальным значениям оптимальной температуры по ГОСТ 30494. Подп. и дата где ГСОП = (𝑡в − 𝑡от ) ∙ 𝑧от = (19 − (−7,7)) ∙ 242 = 6461,4 °С·сут/год. 𝑡от , 𝑧от – средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, принимаемые по своду правил для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С, а при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых не более 10 °С; Для административного здания в городе Тайге (температура наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 39 °С) 𝑡в = 19°С. 0 Изм. Кол.уч. Лист № док. Подп. Дата 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 4 Для расчета теплопотерь через линейные и точечные неоднородности необходимо проводить расчет с построением температурных полей. Для упрощения расчета в рамках расчетно-графической работы воспользуемся вспомогательным коэффициентом теплотехнической однородности: пр 𝑅0 𝑟 = усл 𝑅0 Коэффициент теплотехнической однородности, 𝑟, вспомогательная величина, характеризующая эффективность утепления конструкции. Справочное значение данного коэффициента приведено в ГОСТ Р 54851-2011 «Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче» в таблице 1. Для конструкции стены с эффективным утеплителем и тонким наружным штукатурным слоем выбираем среднее значение 𝑟 = 0,885. пр усл 𝑅0 = 𝑟 ∙ 𝑅0 усл 𝑅0 – условное сопротивление теплопередаче однородной части фрагмента теплозащитной оболочки здания. 1 1 усл 𝑅0 = + ∑ 𝑅𝑠 + 𝛼в 𝛼н 𝛼в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/м 2·°С, [2, табл.4] 𝛼н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций, Вт/м 2·°С, [2, табл.6] 𝑅𝑠 – термическое сопротивление слоя однородной части фрагмента, (м2·°С)/Вт 𝛿𝑠 𝑅𝑠 = 𝜆𝑠 𝛿𝑠 – толщина слоя, м; 𝜆𝑠 – теплопроводность материала слоя, Вт/(м·°С). Расчетный коэффициент теплопроводности каждого слоя принимаются по [2, прил. Т]. Расчетные коэффициенты теплопроводности 𝜆𝑠 материалов выбираются по условиям эксплуатации строительных конструкций в зависимости от климатических условий пункта строительства А или Б и влажностного режима помещений здания [табл.2 СП 50.13330.2012]. Влажностный режим помещений устанавливается по табл.1 СП 50.13330.2012. Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Зона влажности указана в климатических параметрах. По табл. 2 СП 50.13330.2012 устанавливаются условия эксплуатации ограждающих конструкций «А» или «Б». Для города Тайги для жилого здания условия эксплуатация А. Для дальнейших расчетов составляется таблица с теплотехническими показателями слоев стены. Изм. Кол.уч. Лист № док. Подп. Дата 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 5 Таблица 2.2 – Теплотехнические показатели слоев стены Коэффициент Коэффициент Коэффициент Наименование Толщина Плотность теплопроводн теплоусвоения паропроницаем материала слоя δ, м ρ, кг/м3 ости λ, Вт/м·°С s, Вт/м2·°С ости µ, Вт/м·°С 1. Штукатурка из 0,015 1800 0,93 11,09 0,09 цементно-песчаного раствора 2. Кирпичная кладка из 0,38 1800 0,81 10,12 0,11 обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе 3. Плиты из ? 33 0,044 0,38 0,05 пенополистирола 4. Слой декоративной 0,015 1700 0,87 10,42 0,098 штукатурки из сложного раствора Взам. инв. № Подбор необходимой толщины слоя утеплителя: пр усл норм 𝑅0 = 𝑟 ∙ 𝑅0 ≥ 𝑅0 1 𝛿1 𝛿2 𝛿3 𝛿4 1 норм ( + + + + + ) ∙ 𝑟 ≥ 𝑅0 𝛼в 𝜆1 𝜆2 𝜆3 𝜆4 𝛼н 1 0,015 0,38 𝛿3 0,015 1 ( + + + + + ) ∙ 0,885 ≥ 3,7462 8,7 0,93 0,81 0,044 0,87 23 1 0,015 0,38 𝛿3 0,015 1 3,6615 ( + + + + + )≥ 8,7 0,93 0,81 0,044 0,87 23 0,885 𝛿3 3,6615 1 0,015 0,38 0,015 1 ≥ −( + + + + ) 0,044 0,885 8,7 0,93 0,81 0,87 23 3,6615 1 0,015 0,38 0,015 1 𝛿3 ≥ [ −( + + + + )] ∙ 0,044 0,885 8,7 0,93 0,81 0,87 23 𝛿3 ≥ [4,1373 − (0,1149 + 0,01613 + 0,4691 + 0,01724 + 0,0435)] ∙ 0,044 𝛿3 ≥ 0,153 м Плиты пенополистирола выпускаются толщиной от 20 мм до 150 мм (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 150 мм). Толщина утепления назначается исходя из возможности применения выпускаемых плит, таким образом, чтобы толщина была не менее требуемой, и при этом использовалось наименьшее количество слоев. Принимаем толщину слоя утеплителя 80 мм в 2 слоя. Рассчитываем фактическое значение приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен: Инв. № подл. Подп. и дата пр 1 𝑅0 = (8,7 + 0,015 0,93 Изм. Кол.уч. Лист № док. 0,38 0,16 + 0,81 + 0,044 + Подп. Дата 0,015 0,87 1 + 23) ∙ 0,885 = 3,803 (м2·°С)/Вт. 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 6 3. Проверка теплоустойчивости ограждающей конструкции Данный расчет выполняется для районов со среднемесячной температурой июля 21 °С и выше. Однако в учебных целях студент выполняет данный расчет даже если в пункте строительства по заданию данная температура ниже, в таком случае для расчета принимается 𝑡н = 21 °С. В районах со среднемесячной температурой июля 21 °С и выше расчетная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций (наружных стен и перекрытий/покрытий) не должна быть более нормируемой амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей. Условие проверки: тр 𝐴𝜏в ≤ 𝐴𝜏 . Требуемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций: тр 𝐴𝜏 = 2,5 − 0,1(𝑡н − 21) = 2,5 − 0,1(21 − 21) = 2,5 °С. Согласно [1, п. 5, табл.5.1] для с.Тайга: 𝑡н = 17,6 °С, принимаем 21°С. Фактическая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций: 𝐴𝜏в = расч н 𝐴𝑡 , где – расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха, °С, определяемая согласно по формуле: 𝜈 расч 𝐴𝑡н расч 𝐴𝑡н = 0,5𝐴𝑡н + 𝜌(𝐼𝑚𝑎𝑥 −𝐼ср ) 𝛼н . 𝜈 – величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха ограждающей конструкции, определяемая согласно по формуле: 𝐷 Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № 𝜈 = 0,9 ∙ 2,718√2 ∙ (𝑠1 +𝛼в )(𝑠2 +𝑌1 )…(𝑠𝑛 +𝑌𝑛−1 )(𝛼н +𝑌𝑛 ) (𝑠1 +𝑌1 )(𝑠2 +𝑌2 )…(𝑠𝑛 +𝑌𝑛 )𝛼н в . 𝐴𝑡н – максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, °С, принимаемая согласно [1, п. 11, табл.11.1] по наиболее близкому населенному пункту. Для с.Тайга принимаем 𝐴𝑡н = 22,4 °С. 𝜌 – коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по [2, прил.И]. Характеристики цвета материал наружной поверхности выбираются самостоятельно. Принимаем облицовку из штукатурки цементной светло-голубой 𝜌 = 0,3. 𝐼𝑚𝑎𝑥 , 𝐼ср – соответственно максимальное и среднее значения суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), Вт/м2, для наружных стен - как для вертикальных поверхностей западной ориентации. Для определения данных показателей определяется географическая широта населенного пункта: с. Тайга - 56°03′50 с.ш. (для дальнейших расчетов значение округляется кратно 0,5°), т.е. принимаем 56°. 𝐼𝑚𝑎𝑥 определяется согласно СП 20.13330.2016, п.13.4, табл.13.5, с использованием линейной интерполяции при необходимости. 𝐼𝑚𝑎𝑥 = 783 Вт/м2. 𝐼ср для июля определяется согласно СП 131.13330.2016, п.9.1, табл.9.1, с использованием линейной интерполяции при необходимости. 535 𝐼ср = 535 МДж/м2 = 3,6 = 148,6 Вт/м2. Изм. Кол.уч. Лист № док. Подп. Дата 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 7 𝛼н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, Вт/(м°С), определяемый по формуле: 𝛼н = 1,16(5 + 10√𝑣), где 𝑣 – минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, повторяемость которых составляет 16% и более, принимаемая согласно СП 131.13330, табл.4.1, но не менее 1 м/с. Для с.Тайга принимаем 𝑣 = 1 м/с. 𝛼н = 1,16(5 + 10√1) = 17,4 Вт/(м°С). Тогда расч 𝐴𝑡н = 0,5𝐴𝑡н + 𝜌(𝐼𝑚𝑎𝑥 −𝐼ср ) 𝛼н = 0,5 ∙ 22,4 + 0,3(783−148,6) 17,4 = 11,2 + 10,94 = 22,14 °С. Для дальнейшего расчета необходимо рассчитать тепловую инерцию 𝐷 ограждающей конструкции как сумму значений тепловой инерции всех слоев многослойной конструкции, определяемых по формуле: 𝛿 𝐷 = ∑ 𝐷𝑖 = ∑ 𝑅𝑖 𝑠𝑖 = ∑ 𝜆𝑖 𝑠𝑖 . 𝑖 𝑠𝑖 – расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции. Порядок нумерации слоев принят в направлении от внутренней поверхности к наружной. 1. Штукатурка 𝛿 0,015 𝐷1 = 𝜆1 𝑠1 = 0,93 ∙ 11,09 = 0,18. 1 2. Кирпичная кладка 𝛿 0,38 𝐷2 = 𝜆2 𝑠2 = 0,81 ∙ 10,12 = 4,75. 2 3. Плиты из пенополистирола 𝛿 0,16 𝐷3 = 3 𝑠3 = ∙ 0,38 = 1,38. 𝜆3 0,044 4. Кирпичная кладка из пустотного кирпича 𝛿 0,015 𝐷4 = 𝜆4 𝑠4 = 0,87 ∙ 10,42 = 0,18. 4 𝐷 = 0,18 + 4,75 + 1,38 + 0,18 = 6,49. Подп. и дата Взам. инв. № При 𝐷 ≥ 4 конструкция достаточно массивна и расчет на теплоустойчивость не требуется. 4. Проверка воздухопроницаемости ограждающей конструкции Знакомство с методикой приближенного определения коэффициентов поглощения и отражения тепловой радиации поверхностями строительных материалов. Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций, за исключением заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей), зданий и сооружений должно быть не менее нормируемого сопротивления воздухопроницанию. тр 𝑅и ≥ 𝑅и . 𝑅и – фактическое сопротивление стены воздухопроницанию, (м2·ч·Па)/кг тр 𝑅и – требуемое сопротивление стены воздухопроницанию, (м2·ч·Па)/кг ∆𝑃 тр 𝑅и = 𝐺 , Инв. № подл. н Изм. Кол.уч. Лист № док. Подп. Дата 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 8 где ∆𝑃 – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па. 𝐺н – нормируемая поперечная воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м2·ч). ∆𝑃 = 𝑃𝑡 + 𝑃𝑣 = 0,55 ∙ 𝐻 ∙ (𝛾н − 𝛾в ) + 0,03 ∙ 𝛾н ∙ 𝑣 2 , где 𝐻 - высота здания (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты), м; 𝐻 = 16 м - по заданию. 𝛾н , 𝛾в – удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м 3, определяемый по формуле: 3463 𝛾 = 273+𝑡, 𝑡 - температура воздуха: 𝑡в = 20°С – внутреннего, 𝑡н = −39°С – наружного, принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92; 3463 3463 𝛾н = 273−39 = 14,799 Н/м3, 𝛾в = 273+20 = 11,82 Н/м3. 𝑣 – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более, принимаемая по СП 131.13330.2012, табл.3.1. Для с.Тайга 𝑣 = 2,4 м/с. ∆𝑃 = 0,55 ∙ 16 ∙ (14,799 − 11,82) + 0,03 ∙ 14,799 ∙ 52 = 26,22 + 11,099 = 37,32 Па. 𝐺н = 0,5 кг/(м2·ч), согласно [2, п.7.3, табл.9]. тр 𝑅и = ∆𝑃 𝐺н = 37,32 0,5 = 74,64 (м2·ч·Па)/кг. Взам. инв. № Сопротивление воздухопроницанию 𝑅и многослойной ограждающей конструкции рассчитывается как сумма сопротивлений воздухопроницанию отдельных слоев по [2, прил.С]. 1. Штукатурка 15 𝑅и1 = 15 ∙ 373 = 373 (м2·ч·Па)/кг 2. Кирпичная кладка 𝑅и2 = 18 (м2·ч·Па)/кг 3. Плиты из пенополистирола (100 мм – 80, 60 мм - 80) 160 𝑅и3 = 100 ∙ 80 = 128 (м2·ч·Па)/кг 4. Декоративная штукатурка из сложного раствора 15 𝑅и4 = 20 ∙ 17 = 12,75 (м2·ч·Па)/кг 𝑅и = 373 + 18 + 128 + 12,75 = 532 (м2·ч·Па)/кг Подп. и дата тр Условие проверки 𝑅и ≥ 𝑅и удовлетворяется. 5. Проверка сопротивления паропроницанию конструкции стены Инв. № подл. Расчет выполняется по п.8 и прил.Н СП 50.13330.2012. Изм. Кол.уч. Лист № док. Подп. Дата 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 9 Защита от переувлажнения ограждающих конструкций должна обеспечиваться путем проектирования ограждающих конструкций с сопротивлением паропроницанию внутренних слоев не менее требуемого значения. Сопротивление паропроницанию 𝑅п , (м2·ч·Па)/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости максимального увлажнения) должно быть не менее наибольшего из следующих требуемых сопротивлений паропроницанию: тр а) требуемого сопротивления паропроницанию 𝑅п1 , (м2·ч·Па)/мг (из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации) тр б) требуемого сопротивления паропроницанию 𝑅п2 , (м2·ч·Па)/мг (из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха) Условия расчета: тр 𝑅п ≥ 𝑅п1 тр 𝑅п ≥ 𝑅п2 5.1. Проверка из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации тр 𝑅п1 = (𝑒в − 𝐸)𝑅п.н. 𝐸 − 𝑒н 𝑒в = (𝜑в /100)𝐸в 𝑒в = (𝜑в /100)𝐸в – парциальное давление пара внутреннего воздуха, Па 𝜑в – влажность внутреннего воздуха, %, [2, п.5.7] 𝜑в = 50%. 𝐸в – парциальное давление пара внутреннего воздуха при максимальном насыщении (𝜑в = 100%), Па 5330 5330 (− ) 𝐸в = 1,84 ∙ 1011 ∙ 𝑒𝑥𝑝 (− ) = 1,84 ∙ 1011 ∙ 2,718 273+𝑡в 273 + 𝑡в 5330 𝐸в = 1,84 ∙ 1011 ∙ 2,718(−273+20) = 2319,2 Па Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № 𝑒в = 0,50 ∙ 2319,2 = 1159,6 Па 𝐸 – парциальное давление насыщенного водяного пара в плоскости максимального увлажнения за годовой период эксплуатации, Па, определяемое по формуле 𝐸 = (𝐸1 𝑧1 + 𝐸2 𝑧2 + 𝐸3 𝑧3 )/12 𝑧1 , 𝑧2 , 𝑧3 - месяцы зимнего, осенне-весеннего и летнего периодов Зима – температура ниже -5°C Весна-осень – от -5°C до +5°C Лето – больше +5°C 𝐸1 , 𝐸2 , 𝐸3 - парциальное давление пара внутри стены в плоскости конденсации (плоскость максимального увлажнения) (зимой, весной-осенью и летом) Средняя температура воздуха, среднее парциальное давление водяного пара январь Изм. Кол.уч. Лист № док. Подп. Дата °С Па -18,2 150 зима 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 10 февраль март апрель май июнь июль август сентябрь октябрь ноябрь декабрь за год -16,2 -8,1 0,7 8,8 15,1 17,7 14,5 8,1 0,6 -8,9 -15,5 -0,1 160 270 430 690 1160 1470 1260 840 530 300 190 620 зима зима весна лето лето лето лето лето осень зима зима По [1, табл.5.1, табл.7.1] 𝑧1 = 5, 𝑧2 = 2, 𝑧3 = 5. Определение плоскости максимального увлажнения. Для определения данной плоскости для каждого слоя многослойной стены необходимо рассчитать комплекс: 𝑅0,п (𝑡в −𝑡н,отр ) 𝑓𝑖 (𝑡м.у. ) = 5330 ∙ 𝑅усл(𝑒 в −𝑒н,отр ) 0 𝜇 ∙ 𝜆𝑖 , где 𝑖 𝑅0,п – общее сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции, м2·ч·Па/мг 𝛿 𝑅0,п = ∑ 𝑅п,𝑖 = ∑ 𝜇𝑖 = 0,015 𝑖 0,09 0,38 0,16 0,015 + 0,11 + 0,05 + 0,098 = 0,167 + 3,45 + 3,2 + 0,153 = 6,97 м2·ч·Па/мг 𝑡в = 20°С. 𝑡н.отр = −11,9 °С – средняя температура наружного воздуха для периода с отрицательными среднемесячными температурами по [1, табл.3.1] усл Взам. инв. № 𝑅0 1 = 8,7 + 0,015 0,93 0,38 0,16 + 0,81 + 0,044 + 0,015 0,87 1 + 23 = 4,297 (м2·°С)/Вт. 𝑒н,отр – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, Па 𝑒н,отр = (150 + 160 + 270 + 300 + 190 + 620)⁄6 = 282 Па 𝑅0,п (𝑡в − 𝑡н,отр ) 𝜇𝑖 6,97 ∙ (20 − (−11,9)) 𝜇𝑖 222,343 𝜇𝑖 ∙ = 5330 ∙ ∙ = 5330 ∙ ∙ усл 4,297 ∙ (1159,6 − 282) 𝜆𝑖 3771,047 𝜆𝑖 𝑅0 (𝑒в − 𝑒н,отр ) 𝜆𝑖 𝜇𝑖 = 314,26 ∙ 𝜆𝑖 𝜇𝑖 0,09 𝑓1 (𝑡м.у. ) = 314,26 ∙ 𝜆 = 314,26 ∙ 0,93 = 30,41 (°С)2/Па Подп. и дата 𝑓𝑖 (𝑡м.у. ) = 5330 ∙ 𝑖 𝜇 0,11 𝑓2 (𝑡м.у. ) = 314,26 ∙ 𝜆𝑖 = 314,26 ∙ 0,81 = 42,68 (°С)2/Па Инв. № подл. 𝑖 Изм. Кол.уч. Лист № док. Подп. Дата 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 11 𝜇 0,05 𝑓3 (𝑡м.у. ) = 314,26 ∙ 𝜆𝑖 = 314,26 ∙ 0,044 = 357,114 (°С)2/Па 𝑓4 (𝑡м.у. ) = 314,26 ∙ 𝑖 𝜇𝑖 = 314,26 ∙ 𝜆𝑖 0,098 0,87 = 35,399 (°С)2/Па По [2, табл.11] определяем соответствие комплекса 𝑓𝑖 (𝑡м.у. ) температуре плоскости максимального увлажнения (промежуточные значения температур определяются методом интерполяции). температуры на границах 𝑡м.у. , °С 𝑓𝑖 (𝑡м.у. ), (°С)2/Па слоя, °С 1 30,41 23,13 19,15…19,03 2 42,68 17,34 19,03…15,54 3 357,114 -15,85 15,54…-9,22 4 35,399 20,85 -9,22…-11,58 Необходимо построить график температур в толще стены при температуре наружного воздуха 𝑡н,отр = −11,9 °С. Температуру 𝑡𝑥 , °C, ограждающей конструкции в плоскости, отстоящей от внутренней поверхности на расстоянии 𝑥, м, следует определять по формуле: 𝑡в − 𝑡н 𝑡𝑥 = 𝑡в − усл 𝑅𝑥 𝑅0 На внутренней поверхности стены 20−(−11,9) 𝑡𝑥1 = 20 − 4,297 ∙ 0,1149 = 19,15 °С 7,4238 Между штукатуркой и кирпичной кладкой 20−(−11,9) 𝑡𝑥2 = 20 − 4,297 ∙ (0,1149 + 0,01613) = 19,03 °С Между кирпичной кладкой и утеплителем 20−(−11,9) 𝑡𝑥3 = 20 − 4,297 ∙ (0,1149 + 0,01613 + 0,4691) = 15,54 °С Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Между утеплителем и облицовочной кирпичной кладкой 20−(−11,9) 𝑡𝑥4 = 20 − 4,297 ∙ (0,1149 + 0,01613 + 0,4691 + 3,636) = −9,22 °С На наружной поверхности стены 20−(−11,9) 𝑡𝑥5 = 20 − 4,297 ∙ (0,1149 + 0,01613 + 0,4691 + 3,636 + 0,0172) = −11,58 °С 1 𝑅в = 8,7 =0,1149. 𝑅шт = 0,015 0,93 0,38 = 0,01613. 𝑅кирп = 0,81 = 0,4691. 0,16 𝑅ут = 0,044 = 3,636. 𝑅шт = 0,015 0,87 = 0,0172. Изм. Кол.уч. Лист № док. Подп. Дата 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 12 Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № Плоскость максимального увлажнения определяется: 1) при пересечении графиков температур 𝑡м.у. и 𝑡𝑥 2) если графики не пересекаются, но при этом у более холодного слоя 𝑡м.у. выше его температуры, а у более теплого слоя 𝑡м.у. ниже его температуры, то плоскость максимального увлажнения находится на границе этих слоев. 3) если внутри конструкции плоскость максимального увлажнения отсутствует, то она расположена на наружной поверхности конструкции 4) если при расчете обнаружилось две плоскости с 𝑡м.у. в конструкции, то за плоскость максимального увлажнения принимается плоскость, расположенная в слое утеплителя В данном случае определяем плоскость максимального увлажнения по второму случаю на пересечении графиков в кирпичной кладке. Сопротивление теплопередаче от внутренней поверхности до плоскости максимального увлажнения: 1 0,015 0,38 0,16 𝑅𝑥 = 8,7 + 0,93 + 0,81 + 0,044 = 0,1149 + 0,016 + 0,469 + 3,636 = 4,236. Температуры наружного воздуха для разных периодов года: зима [(−18,2)+(−16,2)+(−8,1)+(−8,9)+(−15,5)] 𝑡н1 = = −13,38°С 5 Изм. Кол.уч. Лист № док. Подп. Дата 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 13 весна-осень [(0,7)+(0,6)] 𝑡н2 = = 0,65°С 2 лето 8,8+15,1+17,7+14,5+8,1 𝑡н3 = = 12,84°С 5 Температуры в толще стены в плоскости максимального увлажнениядля разных периодов года: зима 19−(−13,38) 𝑡1 = 19 − 4,297 ∙ 4,236 = −12,92 °С весна 19−(0,65) 𝑡2 = 19 − 4,297 ∙ 4,236 = 0,9 °С лето 19−12,84 𝑡3 = 19 − 4,297 ∙ 4,236 = 12,93 °С Среднее парциальное давление насыщенного водяного пара в плоскости максимального увлажнения за годовой период эксплуатации: (𝐸 𝑧 +𝐸2 𝑧2 +𝐸3 𝑧3 ) (231,97∙5+652,34∙2+1479,13∙5) 𝐸 = 1 1 12 = = 821,68 Па 12 𝐸1 = 1,84 ∙ 1011 ∙ 2,718 (− 5330 ) 273−12,92 5330 (− ) 273+0,9 𝐸2 = 1,84 ∙ 1011 ∙ 2,718 = 231,97 Па = 652,34 Па 5330 (− ) 273+12,93 𝐸3 = 1,84 ∙ 1011 ∙ 2,718 = 1479,13 Па Требуемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации тр Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № 𝑅п1 = (𝑒в −𝐸)𝑅п.н. 𝐸−𝑒н = (1159,6−821,68)∙0,153 821,68−620 = 0,256 (м2·ч·Па)/мг 𝑒н = 620 Па – среднее парциальное давление водяного пара за годовой период, [1, табл.7.1] Сопротивление паропроницанию от плоскости максимального увлажнения до наружной поверхности стены: 0,015 𝑅п.н. = 0,098 = 0,153 (м2·ч·Па)/мг 𝑅п = 0,015 0,09 0,38 0,16 + 0,11 + 0,05 = 6,821 (м2·ч·Па)/мг Изм. Кол.уч. Лист № док. Подп. Дата 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 14 𝑅п – фактическое сопротивление паропроницанию (сумма сопротивлений паропроницанию слоев, расположенных от внутренней поверхности стены до плоскости максимального увлажнения). тр 𝑅п = 6,821 ≥ 𝑅п1 = 0,256 Условие проверки удовлетворяется. 5.2. Проверка из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха формула для расчета при увлажнении одного материала тр 𝑅п2 = 0,0024 ∙ 𝑧0 ∙ (𝑒в − 𝐸0 ) 𝜌𝑤 ∙ 𝛿𝑤 ∙ ∆𝑤 + 𝜂 формула для расчета при увлажнении на границе двух материалов 0,0024 ∙ 𝑧0 ∙ (𝑒в − 𝐸0 ) (𝜌𝑤1 ∙ 𝛿𝑤1 ∙ ∆𝑤1 + 𝜌𝑤2 ∙ 𝛿𝑤2 ∙ ∆𝑤2) + 𝜂 𝑧0 = 180 – продолжительность периода влагонакопления, сут, принимаемая равной периоду с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха по [1, табл.3.1]; 𝐸0 – парциальное давление насыщенного водяного пара в плоскости максимального увлажнения, Па, определяемое при средней температуре наружного воздуха периода влагонакопления z0 . 𝑡𝑥4 = −9,22 °С тр 𝑅п2 = Взам. инв. № (− 𝜂= 0,0024∙(𝐸0 −𝑒н.отр )∙𝑧0 𝑅п.н. = Подп. и дата ) 0,0024∙(309,22−282)∙180 тр 𝑅п2 = (м2·ч·Па)/мг Инв. № подл. 5330 𝐸0 = 1,84 ∙ 1011 ∙ 2,718 273−9,22 = 309,22 Па В случае, когда плоскость максимального увлажнения приходится на стык между двумя слоями, 𝜌𝑤 ∙ 𝛿𝑤 ∙ ∆𝑤 в формуле принимается равной сумме (𝜌𝑤1 ∙ 𝛿𝑤1 ∙ ∆𝑤1 + 𝜌𝑤2 ∙ 𝛿𝑤2 ∙ ∆𝑤2), где 𝛿𝑤1 и 𝛿𝑤2 соответствуют половинам толщин стыкующихся слоев. 𝜌𝑤1 = 25 – плотность материала увлажняемого слоя (утеплителя), кг/м ; 𝜌𝑤2 = 1700 – плотность материала увлажняемого слоя (декоративной штукатурки), кг/м3; 𝛿𝑤1 = 0,16/2 = 0,08 – толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м, принимаемая равной толщине слоя многослойной ограждающей конструкции, в котором располагается плоскость максимального увлажнения; 𝛿𝑤2 = 0,015/2 = 0,0075 м ∆𝑤1 = 25 – допустимое приращение влажности в материале увлажняемого слоя, % по массе, за период влагонакопления z0 , принимаемое по [2, табл.10]; ∆𝑤2 = 2 𝜂 – коэффициент, определяемый по формуле 0,153 = 76,86 0,0024 ∙ 180 ∙ (1159,6 − 282) = 2,49 (25 ∙ 0,08 ∙ 25 + 1700 ∙ 0,0075 ∙ 2) + 76,86 тр 𝑅п = 6,821 ≥ 𝑅п2 = 2,49 Проверка конструкции стены на паропроницание (защита от переувлажнения строительных конструкций) удовлетворяется. Изм. Кол.уч. Лист № док. Подп. Дата 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 15 Список использованной литературы СП 131.13330.2020 «Строительная климатология» актуализированная редакция СНиП 23-01-99*. СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». ГОСТ Р 54851-2011 «Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче». 5. СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. Инв. № подл. Подп. и дата Взам. инв. № 1. 2. 3. 4. Изм. Кол.уч. Лист № док. Подп. Дата 08.05.01.к403.ПЗ-СО441СУЗ Лист 16
