расчет паропроницаемости кровельного пирога

Расчет ограждающих конструкций на паропроницаемость

Пример 1. Определить достаточность сопротивления паропроницанию слоистой кирпичной стены

А. Исходные данные

Таблица1

Б. Порядок расчета

Расчет ведется в соответствии с требованиями СНиП 23-02-03 и СП 23-101-04 методом сравнения фактического сопротивления паропроницанию рассматриваемого ограждения с нормируемым сопротивлением паропроницанию . При этом должно соблюдаться условие .

Теплотехнические характеристики материалов ограждающей конструкции

Согласно п. 9,1, примечание 3 /22/ плоскость возможной конденсации в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя.

Сопротивление паропроницанию м 2 ·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию:

— нормируемого сопротивления паропроницанию м 2 ·ч·Па/мг (из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период), определяемого по формуле (16) /22/

(1)

— нормируемого сопротивления паропроницанию м 2 •ч•Па/мг, (из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха) определяемого по формуле (17) /22/

(2)

где e_int – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле (18) /22/

(3)

где Е_int – парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_int, 0 С, принимаемое по приложению ( С ) свода правил СП 23-101-04;

φ_int – относительная влажность внутреннего воздуха, принимаемая равной 55 %;

Е – парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле (19) /22/

(4)

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

z₁, z₂, z₃ – продолжительность, мес., зимнего, весенне-осеннего и летнего периода года, определяемая по табл. 3 /24/ с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5 0 С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 0 С до плюс 5 0 С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами воздуха выше плюс 5 0 С.

– сопротивление паропроницанию, м 2 ·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации;

e_ext – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, определяемое по табл. 7 /24/;

z₀ – продолжительность, сут., периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха по табл. 3 /24/;

Е₀ – парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации, определяемое по средней температуре наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами;

ρ_w – плотность материала увлажняемого слоя, кг/м 3 , в сухом состоянии;

δ_w – толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м;

∆w_av – предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале увлажняемого слоя слоя, %, за период влагонакопления z₀;

ή – коэффициент, определяемый по формуле (20) /22/

(5)

где – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемое по табл. 7 /24/.

Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по табл. 3 /24/, а значения температур в плоскости возможной конденсации τ_i, соответствующие этим периодам, по формуле (74) /23

(6)

где t_int, 0 C – расчетная температура внутреннего воздуха;

t_i, 0 C– расчетная температура наружного воздуха i – го периода, принимаемая равной средней температуре соответствующего периода;

R_si – сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения

м 2 · 0 С·Вт;

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

R₀ – общее сопротивление теплопередаче ограждения, определяемое по формуле (8) /23/

м 2 0 С/Вт;

R₁, R₂, и R_n — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, определяемые по формуле (6) /23/

(8)

где δ_i – толщина i-го слоя, м;

Используя данные табл.1, по формуле (7) определяем величину общего термического сопротивления ограждающей конструкции R₀

R₀ = 0,115 + 0,543 +3,659 = 0,357 + 0,043 = 4,72 м 2 · 0 С/Вт.

Термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации составляет

(м 2 · 0 С)/Вт.

_— зима (январь, февраль, декабрь), z₁ = 3 мес

t₁ = 0 С

0 С

— весна – осень (март, ноябрь), z₂ = 2 мес

t₂ = 0 С

0 С

— лето (апрель – октябрь), z₃ = 7 мес

t₃ = 0 С

0 С

По приложению ( С ) /23/ для t_int = 20 о С устанавливаем численное значение Па, а далее по формуле (3) определяем давление водяного пара внутреннего воздуха

Па

Для соответствующих периодов по найденным температурам (τ₁, τ₂, τ₃) определяем по приложению ( С ) /23/ максимальные парциальные давления (Е₁, Е₂, Е₃) водяного пара: Е₁ = 372 Па, Е₂ = 606 Па, Е₃ = 1640 Па и далее по формуле (4) рассчитываем парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции

Па

Вычисляем сопротивление паропроницанию , м 2 ·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации

м 2 ·ч·Па/мг

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха e_ext, Па, за годовой период, согласно табл. 7 /24/, составляет 790 Па.

По формуле (1) определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации

м 2 ·ч · Па/мг

Определяем температуру τ₀, 0 С в плоскости возможной конденсации для этого периода

τ₀ = 0 С

Парциальное давление водяного пара Е₀, Па, в плоскости возможной конденсации при τ₀ = — 4,05 0 С равняется Е₀ = 437 Па.

Рассчитываем коэффициент η по формуле (5)

По формуле (2) определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха

м 2 • ч• Па/мг

Согласно указаниям п.9.1 /22/ определяем сопротивление пропроницанию в пределах от внутренней поверхности ограждающей конструкции до плоскости возможной конденсации

=

В. Вывод

В связи с тем, что сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью возможной конденсации = 7,45 м 2 · · ч·Па/мг выше нормируемых значений R_vp1 и R_vp2, соответственно равные 0,94 и 1,07 м 2 · ч· Па/мг, следовательно, рассматриваемая ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий» по условиям паропроницания.

Пример 3. Расчетным путем определить удовлетворяет ли условиям паропроницания конструкция покрытия, состоящая из следующих конструктивных слоев, расположенных по порядку сверху вниз:

— гидроизоляционный ковер из рубитекса – 2 слоя;

— кровельная железобетонная панель толщиной – 35 мм;

— вентилируемая воздушная прослойка толщиной – 50 мм;

— пароизоляция из рубитекса – 1 слой;

— железобетонная плита перекрытия толщиной – 220 мм.

А. Исходные данные

Б. Порядок расчета

Расчет ведется в соответствии с требованиями СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий» методом сравнения фактического сопротивления паропроницанию рассматриваемого ограждения с нормируемым сопротивлением паропроницанию .

Нормируемое сопротивление паропроницанию вычисляется по формуле (21) /22/

(1)

где – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемое по табл. 7 /24/;

e_int – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, рассчитываемое по формуле (18) /22/

(2)

где Е_int – парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_int (принимается по приложению (С) /23/;

φ_int – относительная влажность внутреннего воздуха, %, принимаемая в соответствии с п. 5.9. /22/, равнается 55 %.

По формуле (2) рассчитываем действительное парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха помещения

Па

Согласно табл. 3 /24/ устанавливаем месяцы со среднемесячными отрицательными температурами, а затем по табл. 7 /24/ для этих месяцев определяем значения действительного парциального давления наружного воздуха, по которым рассчитываем величину среднего парциального давления водяного пара наружного воздуха.

Для г. Казани к месяцам со среднемесячными отрицательными температурами относятся: январь, февраль, март, ноябрь и декабрь, для которых действительная упругость водяного пара наружного воздуха составляет соответственно 2,1; 2,2; 3,4; 4,4; и 2,8 гПа.

гПа = 503 Па

Находим нормируемое сопротивление паропроницания по формуле (1)

м 2 •ч•Па/мг

Согласно п.9.2. /22/ фактическое сопротивление паропроницанию вентилируемого покрытия (в пределах от внутренней поверхности до вентилируемой воздушной прослойки) должно быть не менее нормируемого сопротивления паропроницанию т.е.

Сопротивление паропроницанию многослойной ограждающей конструкции , согласно п. 13.5 /23/, равно сумме сопротивлений паропроницанию составляющих ее слоев

(3)

где R_vp1, R_vp2 и R_vpn – сопротивления паропроницанию отдельных слоев ограждения, определяемые по формуле (79) /23/

(4)

где δ – толщина ограждающего слоя, м;

μ – коэффициент паропроницания материала слоя ограждения, принимаемый по приложению (Д) /23/. Для рассматриваемого примера он равен:

— для железобетона – μ = 0,11 мг/(м·ч·Па);

— для пенополистирола – μ =0,03 мг/(м·ч·Па).

Для листовых материалов численные значения сопротивления паропроницанию принимаются согласно приложения ( Ш ) /23/ ; для рубитекса м 2 ·ч·Па/мг.

Используя формулу (3), вычисляем численное значение покрытия

м 2 ·ч·Па/мг

В. Вывод

В связи с тем, что фактическое сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции = 10,43 м 2 ·ч·Па/мг выше нормируемой величины м 2 ·ч·Па/мг, следовательно, рассматриваемая конструкция удовлетворяет требованиям сопротивления паропроницания СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий».

Источник