4 . Оценка влажностного режима наружных стен

4.1 Расчет паропроницания.

Исходные данные:

Расчетная температура t_int=20°C (согласно ГОСТ 30494-96);

относительная влажность внутреннего воздуха _int = 55 % (согласно СНиП 23-02-2003);

температура наружного воздуха t_ext=-26°C (табл. 1 СНиП 23-01-99)

Табл.1. Теплотехнические характеристики конструктивных слоев наружных стен:

Материал слоя	Толщина слоя, δ,м	Коэффициент теплопроводности, λБ, Вт/м*оС	Коэффициент паропроницаемости, µ, мг/м*ч*Па
1	2	3	4
Кирпич обыкновенный	0,250	0,7	0,11
Пенополистирол	0,15	0,06	0,05
Кирпич пустотный	0,12	0,47	0,17
Листы гипсовые облицовочные	0,015	0,36	0,075

Согласно СНиП 23-02 (п. 9.1, примечание 3) плоскость возможной конденсации в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя.

Сопротивление паропроницанию R_vp, м²·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию, определяемых по формулам СНиП 23-02-2003:

г де e_int — парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле:

e_int = (ᵠ_int / 100) E_int;

e_ext — парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, средней месячной температуре и средней относительной влажности наиболее холодного месяца, определяемое по формуле:

e_ext = (ᵠ_ext / 100) E_ext;

Средняя месячная температура и средняя относительная влажность наиболее холодного месяца для Смоленска равны: согласно таблице 3* #M12291 1200004395СНиП 23-01#S =-26 °С, и согласно таблице 1* #M12291 1200004395СНиП 23-01#S =81%.

Е_int — парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_int принимается по приложению С, СП23-101-2004: при t_int=20 °С Е_int = 2338 Па. Тогда при _int = 55 %

е_int = (55 / 100)·2338 = 1285,9 Па;

Е — парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле

Е = (Е₁z₁ + E₂z₂ + Е₃z₃) / 12

E₁, E₂, Е₃ — парциальные давления водяного пара, Па, принимаемые по температуре _i в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов;

z₁, z₂, z₃ — продолжительность, мес, соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая с учетом следующих условий:

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

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

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

Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по таблице 3* СНиП 23-01, а значения температур в плоскости возможной конденсации _i, соответствующие этим периодам, по СП23-101-2004:

где t_int — расчетная температура внутреннего воздуха °С, принимаемая для жилого здания равной 20 °С;

t_i — расчетная температура наружного воздуха i-го периода, °С, принимаемая равной средней температуре соответствующего периода, в нашем случае всех месяцев с отрицательной температурой;

R _si — сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения, равное R_sj=1/_int=1/8,7 = 0,11 м²·°С·Вт;

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

R_o — сопротивление теплопередаче определяемое по формуле:

R_o = 3,31 м²·°С/Вт.

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

R =0,015/0,075 + 0,25/0,11+0,15/0,05= 2,96 (м²·°С)/Вт.

Установим для периодов их продолжительность z_i, сут, среднюю температуру t_i, °С, согласно СНиП 23-01-99 и рассчитаем соответствующую

температуру в плоскости возможной конденсации τ_i °С, по формуле для климатических условий Смоленска:

Табл.2. СРЕДНЯЯ МЕСЯЧНАЯ И ГОДОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА,°С

#G0Республика, край, область, пункт	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X		XI	XII	Год
Смоленск	-9,4	-8,4	-4,0	4,4	11,6	15,7	17,1	15,9	10,4	4,5	-1,0		-5,8	4,3

зима:

z₁ = 3 мес;

t₁ = [(-9,4) + (-8,4) + (-5,8) ] / 3= -7,9 °С;

τ₁ = 20 - (20 +7,9)) (0,11 + 2,96) / 3,31 = -5,9 °С;

весна — осень:

z₂ = 4 мес;

t₂ = [-4,0 + 4,4+4,5+(-1,0)] / 4 = 1 °С;

τ₂ = 20 - (20 – 1) (0,11 + 2,96) / 3,31 = 2,37 °С;

лето:

z₃ = 5 мес;

t₃ = (11,6 + 15,7 + 17,1 + 15,9+ 10,4) / 5 = 14,1 °С;

τ₃ = 20 - (20 – 14,1) (0,11 + 2,96) / 3,31 = 14,5 °С.

П о температурам (τ ₁, τ ₂, τ ₃) для соответствующих периодов определяем по приложению С парциальные давления (Е₁, Е₂, Е₃) водяного пара: Е₁ = 315 Па, Е₂ = 657 Па, Е₃ = 1609 Па и по формуле определим парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции для соответствующих продолжительностей периодов z₁, z₂, z₃.

Е = (315·3 +657·4 + 1609·5) / 12 = 968,17 Па.

Сопротивление паропроницанию , м²·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, определяется по формуле:

R_vp = δ /μ ,

= ∑ δ_i /μ_i ;

=0,015/0,075+0,25/0,11 +0,15 / 0,05+0,12/0,17= 6,18 м²·ч·Па/мг.

Парциальное давление водяного пара наружного воздуха e_ext, Па, самого холодного месяца высчитываем по формуле:

e_ext = (81/100)62,3=50,463, Па;

По формуле СНиП 23-02-2003 определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации согласно СНиП 23-02-2003 (п.9.1a)

= (1285,9- 986,17) 6,18 / (986,17 – 50,463) = 2,14 м²·ч·Па/мг.

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха берут определенную ранее продолжительность этого периода z₀, сут, среднюю температуру этого периода t₀, °C: z₀ = 151 сут, t₀ = -5,72 °С.

Температуру τ₀, °С, в плоскости возможной конденсации для этого периода определяют по формуле

τ₀ = 20 - (20 + 5,72) (0,11 + 2,96) / 3,31 = -3,85 °С.

Парциальное давление водяного пара Е₀, Па, в плоскости возможной конденсации определяют по приложению С, при τ₀ = -3,85 °С равным

Е₀ = 480,1 Па.

Согласно СНиП 23-02-2003 в многослойной ограждающей конструкции увлажняемым слоем является утеплитель, плотностью ρ_w = ρ₀ = 150 кг/м³ при толщине δ_w=0,15 м. Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в этом материале согласно СНиП 23-02(табл.12) w_av=25%.

С редняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами равна

=(300+310+410+550+400)/5= Па.

Коэффициент определяется по СНиП 23-02-2003

= 0,0024 (480,1 - 394) 151 / 6,18 = 5,05.

Определим по формуле СНиП 23-02

= 0,0024 · 151 (1285,9 – 480,1) / (151·0,15·25 +5,05) = 0,51 м²·ч·Па/мг.

= 6,18 м2•ч•Па/мг.

При сравнении полученного значения R_vp с нормируемым устанавливаем, что > > , 6,18 м²·ч·Па/мг >2,14 м²·ч·Па/мг>0,51 м²·ч·Па/мг