Проектирование ограждающих конструкций жилого здания

                                 

 

 

                   4. Оценка влажностного режима ограждающих конструкций

 

              4.1 Расчет сопротивления паропроницанию

Необходимо рассчитать сопротивление паропроницанию наружной многослойно стены, стостоящей из слоев фасадной штукатурки плотностью ρ1 = 1400 кг/м3 , жестких минераловатных плит в качестве утеплителя плотностью     ρ2 = 100 кг/м3 , кладки из газобетонных блоков плотностью ρ3 = 800 кг/м3 и цементно-песчанного раствора ρ4 = 1800 кг/м3 (рис. 5).

Исходные данные:

tint = 20 oC – температура внутреннего воздуха здания, принимаемая по таблице 4, ГОСТ 30494-96, для жилых комнат;

φint = 55% - относительная влажность внутреннего воздуха, определяемая согласно п.5.9. СНиП 23-02-2003;

text – температура наружного воздуха, полученная как среднеарифмитическое значение температур наружного воздуха с отритцательными среднемесячными температурами (по табл. 3*, СНиП 23-01-99 для г.Якутск).

Таблица 3 – Климатические параметры г. Якутск

№ мес.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
параметры
Средняя температура воздуха, oC	-42,6	-35,9	-22,2	-7,2	5,8	15,4	18,7	14,9	6,2	-8,0	-28,3	-39,5
Среднемесячное парциальное давление, е, Па	0,1	0,3	0,9	2,5	5,0	9,4	12,6	11,3	6,6	2,9	0,6	0,2
Средняя месячная относительная влажность наружнего воздуха, φext%

 

           

 

= ((-42,6+(-35,9)+(-22,2)+(-7.2) )+(-8,0) )+(-28,3) )+(-39,5))/7= -26,2°С

eint - упрогость водяного пара, Па, с внутренней стороны ограждения, рассчитывается по формуле 18 СНиП 23-02-2003:

eint = () ∙ E

где Е – максимальная упругость водяного пара, Па, (Приложение «С» СП 23-101).

Е = 2338 Па     

eint = () ∙ 2338 = 1286 Па

 

eext - упругость водяного пара, рассчитывается по формуле среднеарифметическое значение холодных месяцев как :

eext = () ∙ Eext

Eext = 205 Па, максимальная упроугость водяного пара, (прил. С СП 23-101-2004)

φext% = 73%  - относительная влажность наружнего воздуха найденное как среднеарифметическое для месяцев с наиболее холодной температурой

 

eext = () ∙ 205 = 149,65, (Па)

Характеристику материалов наружной ограждающей конструкции сведены в таблицу 4

Таблица 4  -

Материал			µ	Rki	Rvpi
	м	Вт/(м oC)	мг/(м2ч Па)	(м2 oC)/Вт	(м2ч Па/мг)
Фасадная штукатурка	0,01	0,87	0,13	0,011	0,077
Плиты жесткие минераловатные	0,175	0,056	0,56	3,125	0,3125
Газобетонные блоки	0,4	0,24	0,14	1,666	2,857
Ц/п раствор	0,015	0,93	0,09	0,016	0,167

 
Rki = – термическое сопротивление i-ого слоя констрцкции;

Rki = – сопротивление паропроницанию (формула 79 СП 23-101-2004).

- коэффициент паропроницаемости, мг/(м2ч Па)

Коэффициент  λ и   принимаются по приложению «Д», СП 23-101

Согласно методу расчета, приведенному в СП 23-101-2004 и требованиям СНиП 23-02-2003, фактическое сопротивление паропроницанию, Rvp            (м2ч Па/мг), (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее нормируемого сопротивления паропроницанию R, м2ч Па/мг(из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации) и нормируемого сопротивления паропроницанию R, м2ч Па/мг (из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружнего воздуха):

Rvp≥R

Rvp≥R

Нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации, определяется по формуле 16 СНиП 23-02-2003:

R = (eint – E) R/ (E-eext)

где eext среднее парциальное  давление водяного пара наружнего воздуха, Па, за годовой период, определяемое по табл. 5а* СНиП 23-01 для г. Якутск:

 

eext = 436,6 Па

R - сопротивление паропроницанию, м2ч Па/мг, части ограждающей      конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации:

 

 

 

 

                                           R   =     =    = 0,077 , м2ч Па/мг  

 

Е – парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной   конденсации  за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле 19 СНиП 23-02-2004:

E= (E1z1+ E2z2+ E3z3)/12,

 

где   z1 z2 z3 - продолжительность, мес, зимнего,весеннее-осеннего и летнего периодов года, определяемая по таблице 3* СНиП 23-01-2004 с учетом следующих условий:

Зимний период (t < -5oC): январь, февраль, март, апрель, октябрь, ноябрь, декабрь Z1 = 7 мес.

Весенне-осенний (-5oC ≤ t≤+5oC): Z2 = 0 мес.

Летний (t > +5oC): май, июнь, июль, август, сентябрь  Z2 = 5 мес.

Е1, Е2, Е3  - парциальное давление водяного пара, Па, принимаемое по температуре в плоскости возможной конденсации, устанавливаемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весеннее-осеннего и летнего периодов.

Зависит от температуры в плоскости возможной конденсации τi oC (формула 74, СП 23-101):

 

 

 где  ti – расчетная температура наружного i-ого периода, принимаемая равной средней температуре соответствующего периода:

 

 

 

 

 

 

 

 

Rsi = = 1/8,7 = 0,115 (м2 oC)/Вт

 

Rk - термическое сопротивление слоя ограждения, м2 oC/Вт , в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации (согласно СНиП 23-02-2003 п. 9.1, примечание 3), плоскость возможной конденсации в многослойно конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя);

= ++

 

= 4,807 (м2 oC/Вт )

 

R = 6,56 (м2 oC/Вт ) – сопротивление теплопередаче ограждения, определенное ранее.

= -14,66 oC

= 4,99 oC

= 14,14 oC

 

Еi = f() принимается по приложению «С» СП 23-101-2004:

Е1 = 172 Па, Е2 = 872 Па, Е3 = 1599 Па,

 

Е = = 766,58, Па

 

R = = 0,12 (м2ч Па/мг)

Нормируемое сопротивление паропроницанию R м2ч Па/мг, из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха, определяются по формуле: 17 СНиП 23-02:

h,

 

       Z0 – продолжительность, сут, периода влагонакопления, равная периоду с отрицательными среднемесячными температурами наружнего воздуха по СНиП 23-01 Z0 = 216 сут.

E0 – парциальное давление водяного пара, Па в плоскости возможной конденсации, определяемое при средней температуре наружнего воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами       ( определяют по приложению «С» СП23-101).

 

E0 = f()

Температура в плоскости возможной конденсации, oC, определяется по формуле 80, СП 23-101: 

 

tint = 20 oC, text = -26,2 oC , R = 6,56, м2 oC/Вт, Rint = = 0,115 (м2 oC)/Вт

Rk – сумма термических сопротивлений слоев конструкции расположенных между внутренней поверхностью  плоскостью возможной конденсации

 

= 4,807 (м2 oC/Вт )

 
= -14,66 oC

Е0 = 172, Па

ρw = ρ2 = 100 кг/м3 - плотность материала увлажняемого слоя

w  = толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м, равная толщине теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции

w = 0,175м

  - предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале увлажняемого слоя, % за период влагонакопления Z0 ,   принимаемое по табл. 12 СНиП 23-02-2003 (п. 7)  

= 3%

 

   h - коэффициент, определяемый по формуле:

 

h = 0,0024(E0 - )z0 / R, где

= 149,65 Па – среднее парциальное давление водяного пара наружнего воздуха, Па периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами.

h = 0,0024(172 – )216/ 0,077 = 150,47

 

=2,84 м2ч Па/мг  

 

Определение сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации. Плоскость возможной конденсации в многослойно конструкции совпадает с наружней поверхностью утеплителя.

= ++ =0,3125+2,857+0,167 =  3,3365 м2ч Па/мг

 

Вывод: = 3,3365 м2ч Па/мг > R= 0,12 м2ч Па/мг

 

= 3,3365 м2ч Па/мг > R= 2,84 м2ч Па/мг

 

Следовательно, наружная ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации и требованиям ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха.

 

 

 

 

 

4.2 Расчет распределения парциального давления водяного пара по толщине стены и определение возможности конденсата в толще стены

Для проверки конструкции на наличие зоны конденсации внутри стены определяем сопротивление паропроницанию Rvp по формуле 79 СП 23-101:

 

                                                = +++

 

= +++ = 3,4135, м2ч Па/мг

 

Определяется парциальной давление водяного пара внутри и снаружи стены.

eint = () ∙ 2338 = 1286 Па,  int = 55%

eext - упрогость водяного пара, рассчитывается по формуле:

eext = () ∙ Eext

Eext = 205 Па, максимальная упроугость водяного пара, (прил. С СП 23-101-2004)

φext% = 73%  - среднемесячная относительная влажность наиболее холодного месяца, определяемая по табл. 1 СНиП 23-01 для г. Якутск (в январе      – 42,6 oС)

 

eext = () ∙ 9,8 = 7,154, (Па)

Определяются температуры ( по формуле 74, СП 23-101-2004), на границах слоев, считая от внутренней поверхности к наружной, и по этим температурам – максимальное парциальное давление водяного пара Ei по приложению «С» СП 23-101:

 

 

 

 

ti = text = -42,6 oС, R = 6,56, м2 oC/Вт, Rsi =  0,115 (м2 oC)/Вт

 

Rk – сумма термических сопротивлений слоев конструкции расположенных от внутренней поверхности ограждающей конструкции до границы слоем, где определяются температура

 

= 18,90, oC

E1 = 2183 Па

= 18,74, oC

E2 = 2162 Па

 

= 2,85, oC

E3 = 751 Па

 

= -26,96, oC

E4 = 52,6 Па

 

= -27,04, oC

E5 = 50,76 Па

 

Рассчитаем действительное парциальное давление ei Па водяного пара на границах слоев по формуле:

 

 

 

- сумма сопротивлений паропроницанию слоев конструкции, считая от внутренней поверхности и до границы слоев, где определяется

 

= 1286, Па

 

 
         = 1223, Па

= 151,91 , Па

= 30,03 , Па

= 1,15, Па

 

Графики распределения макимального парциального давление Ei водяного пара и график изменения действительного парциального давление ei представлены на листе 2.

 

 

 

 

 

Аннотация к курсовому проекту

 

По заданию к курсовому проекту было запроектировано конструктивное решение ограждающих конструкций. Полученные ограждающие конструкции, по результатам произведенных расчетов, удовлетворяют нормативным требованиям по звукоизоляции, теплоизоляции, гидроизоляции пароизоляции, параметрам микроклимата в помещении и коэффициенту естественного освещения (для светопрозрачных конструкций).

 

 

 

Список литературы

 

1. Соловьев А. К. Физика среды. Учебник: - М.: Издательство АСВ, 2008. – 344с
2. СП23-103-2003 «Проектирование звукоизоляции ограждающих кострукций жилых и общественных зданий».
3. СП51.13330.02011 (актуализированная версия СНиП 23-03-2003 «Защита от шума»).
4. СП23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».
5. СП131.13330.2012 (актуализированная версия СНиП 23-02-2003 «тепловая защита зданий»)
6. СП31.13330.2012 (актуализированная версия СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»).
7. ГОСТ 30494-96 «Параметры микроклимата в помещении».
8. СНиП || - А.6-72 «Строительные нормы и правила».
9. СП 23-102-2003 «Естественное освещение жилых и общественных зданий».
10. 10 СП 52.13330.2011 (актуализированная версия СНиП 23-05-95 «Естественное И искусственное освещение»).