4. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций

4.1. Требования по воздухопроницаемости. Сопротивление воздухопроницанию стен, покрытий и перекрытий жилых и общественных зданий J^des должно быть не менее нормируемого сопротивления воздухопроницанию J^req, м²·ч·Па/кг, определяемого по формуле:

J^req= Δp/G_n , (4.1)

где Δp - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций; G_n – нормируемая воздухопроницаемость стен, покрытий и перекрытий жилых и общественных зданий, которую следует принимать равной 0,5 кг/(м²·ч).

Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждения Δp, Па, определяют по формуле

Δp=0,55H(γ_ext-γ_int)+0,03 γ_extv², (4.2)

где H – высота здания (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты), м; v – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, принимаемая по табл. П.2 приложения; γ_ext, γ_int – удельный вес, соответственно, наружного и внутреннего воздуха, Н/м³, определяемый по формулам:

γ_ext =3463/(273+t_ext), (4.3)

γ_ext =3463/(273+(-40))=14,86 Н/м³

γ_int=3463/(273+t_int). (4.4)

γ_int=3463/(273+20,5)=11,79 Н/м³

Тогда: Δp=0,55×12(14,86 - 11,79)+0,03×14,86×11,4²=91,608 Па

J^req= 91,608/0,5 = 183,21 м²чПа/кг

4.2. Порядок расчета. Сопротивление воздухопроницанию многослойной ограждающей конструкции J^des, м²·ч·Па/кг, следует определять по формуле

J^des= J₁+ J₂+ J₃+…+ J_n, (4.5)

J^des= 4,6+19620 =19264,6 м²чПа/кг

где J₁, J₂, J₃,…, J_n, – сопротивления воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции, м²·ч·Па/кг, принимаемые по табл. П.12 приложения.

J^des = 19264,6 м²чПа/кг > > J^req = 183,21 м²чПа/кг

Сопротивление воздухопроницанию стен, покрытий и перекрытий жилых и общественных зданий J^des больше нормируемого сопротивления воздухопроницанию J^req.

5. Защита от переувлажнений ограждающих конструкций

При проектировании зданий и сооружений следует предусматривать гидроизоляционную защиту внутренней и наружной поверхности стен от воздействия влаги с учетом применяемых материалов, и условий эксплуатации.

В многослойных наружных стенах производст­венных зданий с влажным или мокрым режимом помещений допускается предусматривать устрой­ство вентилируемых воздушных прослоек, а при непосредственном периодическом увлажнении стен помещений – устройство вентилируемой прослойки с защитой внутренней поверхности от воздействия влаги.

В наружных стенах зданий и сооружений с сухим или нормальным режимом помещений допус­кается предусматривать невентилируемые (замкну­тые) воздушные прослойки и каналы высотой не более высоты этажа и не более 5 м.

5.1. Требования к влажностному режиму ограждающих конструкций. Сопротивление паропроницанию Ω₀ (м²·ч·Па/мг) ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее наибольшего из следующих нормируемых значений:

а) нормируемого сопротивления паропроницанию Ω_req^* (из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации), определяемого по формуле

; (5.1)

где е_int – упругость водяного пара при расчетной температуре и влажности внутреннего воздуха, определяемая по формуле

е_int=(φ_int/100)E_int , (5.3)

е_int = 573200/100=1824 Па

где E_int – упругость насыщенного пара при расчетной температуре t_int;

φ_int – относительная влажность внутреннего воздуха;

Ω_e – сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации, определяемое в соответствии с п. 5.2;

e_ext^ср – средняя за год упругость водяного пара наружного воздуха (ориентировочно можно считать, что eextср равна упругости насыщенного пара при средней месячной температуре за годовой период, указанной в табл. П.13 приложения;

z₀ – продолжительность в сутках периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха (рассчитывается по данным табл. П.13 приложения);

Е₀ – упругость водяного пара в плоскости возможной конденсации, определяемая при средней температуре τ0 в плоскости возможной конденсации за период z₀;

₀ = t_int – ( t_int – t₀)(R_si+R_e)/R_o, (5.4)

где t₀ – среднемесячная температура наружного воздуха за период z₀; R_sj=1/_int – сопротивление теплопередаче внутренней поверхности стены; R_e – термическое сопротивление слоев ограждающей конструкции от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации, м²·°С/Вт; R_o – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м²·°С/Вт;

_W – толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, принимаемая равной 2/3 толщины теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции;

 – плотность теплоизоляционного материала;

W_av – предельно допустимое приращение влажности материала (%) в зоне конденсации за период влагонакопления z_o. Для минераловатных плит W_av=3 %, для пенополимеров W_av=25 %.

Е – упругость водяного пара в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемая по формуле

E=(E₁z₁+Е₂ z₂+Е₃ z₃)/12, (5.5)

где E₁, Е₂, Е₃ – упругости водяного пара, принимаемые по температурам в плоскости возможной конденсации τ_1, τ_2, τ₃, соответственно, в зимний (индекс 1), весенне-осенний (индекс 2) и летний (индекс 3) периоды:

_i = t_int-( t_int – t_i)(R_si+R_e)/R_o, i=1, 2, 3, (5.6)

где t_i — средняя температура наружного воздуха i-го периода, °С, определяемая по формуле

, (5.7)

где — средняя месячная температура воздуха j-го месяца, °С;

n — число месяцев i-го периода;

z₁=7 мес t₁=(-21-19,7-21,3-20.6-12,9-5,9-14,6)/7 = -16,57⁰C

₁ = 20,5-(20,5– (-16,57))(0,114+6,07)/6,4=-15,31⁰С

Е₁ = 170 Па

z₂=2 мес t₂=(3,9-3,1)/2 = 0,4⁰C

₂ = 20,5-( 20,5-0,4)(0,114+6,07)/6,4=1,07 ⁰C

Е₂ = 650 Па

z₃=3 мес t₃=(5,4+10,6+9,5)/3 = 8,5⁰C

₃ = 20,5-( 20,5-0,4)(0,114+6,07)/6,4=8,8⁰С

Е₃ = 1000 Па

E=(170×7+650×2+1610×3)/12=610 Па

z₁, z₂, z₃ – продолжительность в месяцах зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов (к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5 °С; к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5 °С; к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами воздуха выше плюс 5 °С);

Па ч м²/г

б) нормируемого сопротивления паропроницанию Ω_req^** (из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха), определяемого по формуле

, (5.2)

где е_int – упругость водяного пара при расчетной температуре и влажности внутреннего воздуха, определяемая по формуле

W – толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, принимаемая равной 2/3 толщины теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции;

 – плотность теплоизоляционного материала;

Wav – предельно допустимое приращение влажности материала (%) в зоне конденсации за период влагонакопления zo. Wav=3 %.

=0,0024(Е₀ -e₀^ext) z₀/Ω_e, (5.8)

=0,0024(290 -260) 217/0,1 = 156,24

где e0ext – средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами (ориентировочно можно принять e0ext равной упругости насыщенного пара при среднемесячной температуре за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха t0);

Па ч м²/г

в) Сопротивление паропроницанию Ω_о чердачного перекрытия или части вентилируемого покрытия, расположенной между внутренней поверхностью и воздушной прослойкой должно быть не менее нормируемого сопротивления паропроницанию Ω_req^***, определяемого по формуле.

Ω_req^***= 0,0012 (е_int -e₀^ext) (5,9)

Ω_req^***= 0,0012 (1824 -290) = 3,68 Па ч м²/г

5.2. Определение сопротивления паропроницанию. Конденсация водяного пара отсутствует, если температура (_i), падая по толщине ограждения, остается выше точки росы (t_i^рос) или, что то же самое, парциальное давление водяного пара e_i, также понижающееся в направлении изнутри наружу, не достигает значения упругости насыщенного пара Е_i, т.е. выполняются условия:

_i>t_i^рос или e_i<Е_i.

Температура в пределах каждого однородного слоя изменяется линейно, поэтому достаточно определить температуру на границах слоев по формуле

_i = t_int – ( t_int – t_ext")(R_si+R_i)/R_o, (5.13)

где i – номер слоя, считая от внутренней поверхности ограждающей конструкции; _i – температура на внешней границе каждого слоя; t_ext" — средняя месячная температура наружного воздуха наиболее холодного месяца, определяемая по табл. П.13 приложения; R_sj=1/_int – сопротивление теплопередаче внутренней поверхности стены; R_i – сумма термических сопротивлений слоев от внутренней поверхности ограждающей конструкции до внешней границы i-го слоя; R_o – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции.

Вследствие сопротивления материала паропроницанию упругость водяного пара, по мере его проникания в толщу материала будет понижаться от е_int до е_ext. При многослойном ограждении график падения е имеет вид ломаной линии. Значения упругости водяного пара на границах слоев определяют по формуле

е_i = е_int – (е_int – е_ext)(Ω _int+ΣΩ _i)/Ω ₀, (5.14)

где е_i – упругость водяного пара на внешней поверхности i-ого слоя; Σ Ω _i – сумма сопротивлений паропроницанию i слоев ограждения, считая от его внутрен­ней поверхности.

Парциальное давление водяного пара внутри и снаружи стены определяют по формулам:

е_int = (_int/100)E_int,

e_ext = (_ext/100)E_ext,

где E_int и E_ext – значения парциального давления насыщенного водяного пара внутри и снаружи стены при температурах, соответственно, t_int и t_ext".

Парциальное давление насыщенного пара на границах слоев Е_i определяют по значениям _i.

1. ΣΩ _I = 0.14/0.122

2. ΣΩ _I = 0.14/0.122+2*0.1/0.117

3. ΣΩ _I = 0.14/0.122+2*0.1/0.117+0.02/0.007

4. ΣΩ _I = 0.14/0.122+2*0.1/0.117+0.02/0.007+0.28/5

5. ΣΩ _I = 0.14/0.122+2*0.1/0.117+0.02/0.007+0.28/5+0.1

6. ΣΩ _I = 0.14/0.122+2*0.1/0.117+0.02/0.007+0.28/5+0.1+0.056/16

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

6. 

Вывод: При данной компоновке ограждающей конструкции возможна конденсация пара в утеплителе. Но эта влага будет испаряться в летний период. В остальном покрытие удовлетворяет требованиям СНиП 23-02-2003.А именно выполняются требования по теплозащите, теплоустойчивости, воздухо- и паропроницаемости.