Определение градусо-суток отопительного периода

Dd = (tint – tht)·zht=(21 + 8,3)·217 = 6358,1 ºС·сут.

где t_int  температура внутреннего воздуха t_int = + 21ºС (СП 23-101-2004, табл.1).;

t_ht  средняя расчетная температура отопительного периода (СНиП 23-01-99, табл.1).

z_ht  продолжительность отопительного периода (СНиП 23-01-99, табл.1).

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия по формуле (1) сНиП 23-02–2003:

Rreq = a·Dd + b

где а, b – коэффициенты (СНиП 23-02-2003 по табл.4 )

R_req = 0,00045·6358,1 + 1,9 =4,76 м²· º С/Вт

Теплотехнический расчет ведется из условия равенства общего термического сопротивления R₀ нормируемому R_req, т.е. R₀ = R_req.

По формуле (7) СП 23-100–2004 определяем термическое сопротивление ограждающей конструкции R_к

= 4,76 – (1/8,7 + 1/12) = 4,76 – 0,197 = 4,56 м²·°С/Вт.

Термическое сопротивление ограждающей конструкции (чердачного перекрытия) может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е. ,

где R_ж.б – термическое сопротивление железобетонной плиты перекрытия

R_п.и – термическое сопротивление слоя пароизоляции;

R_ут – термическое сопротивление утепляющего слоя.

= 4,56 – (0,05 + 0,03+0,03) = 4,45 м²·°С/Вт.

Используя формулу (6) СП 23-101–2004, определяем толщину утепляющего слоя:

= 4,45∙0,1= 445 мм.

Принимаем толщину утеплителя 500мм

Фактическое сопротивление теплопередаче

м²·°С/Вт.

Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания

Проверяем выполнение условия :

∆t = (t_int – t_ext)/R₀a_int) = (21+32)/5,31·8,7 = 1,15 °С.

Согласно табл. 5 СНиП 23-02–2003 ∆t_n = 3 °С, следовательно, условие ∆t = 1,15 < ∆t_n = 4 выполняется.

Проверяем выполнение условия :

= 21 – [1(21+32)] / (5,31·8,7) = 21 –1,15 = 19,85 °С.

Согласно приложению (Р) СП 23-101–2004 для температуры внутреннего воздуха t_int = 21 °С и относительной влажности = 55 % температура точки росы t_d = 11,62 °С, следовательно, условие выполняется.

Чердачное перекрытие удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

Вывод

Толщина утеплителя чердачного перекрытия, состоящего из ж/б панели δ=100 мм, пароизоляция – 1 слой рубитекса; цементно-песчаной стяжки δ=30 мм и утеплителя - полистиролбетон =400кг/м³ составляет 500мм.

Задание 3

Определить достаточность сопротивления паропроницанию слоистой кирпичной стены, состоящей из:

1 слой – кирп. кладки δ=510 мм.

2 слой – пенополистирольного утеплителя δ=150 мм.

3 слой – кирпичной кладки δ=120 мм.

Характеристика материалов:

1. Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе, γ₀=1800 кг/м³.

2. Пенополистирол, γ₀=100 кг/м³.

Исходные данные

Наименование	Значение
Место строительства	г. Чебоксары
Условия эксплуатации	Б
Зона влажности	нормальная
Температура внутреннего воздуха	tint = +21 0С
Расчетная зимняя температура	text= -32 0С
Относительная влажность внутреннего воздуха	φint=55 %
Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения	αint=8,7 Вт/м2 • 0С
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждений	αext=23 Вт/м2 • 0С

Теплотехнические характеристики материалов ограждающей конструкции

№	Наименование материала	γ0, кг/м3	δ, м	λ, Вт/м · 0С	R, м2·0С/Вт	μ, мг/м·ч·Па
1	2	3	4	5	6	7
1	Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе	1800	0,51	0,81	0,63	0,11
2	Утеплитель –«Пенополистирол»	100	0,15	0,052	2,885	0,05
3	Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе	1800	0,12	0,81	0,148	0,11

Расчет

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 .

Средняя месячная и годовая температура воздуха

(табл. 3 СНиП 23-01-2003 для города Чебоксары)

Янв.	Февр.	Март	Апр	Май	Июнь	Июль	Авг	Сент	Окт	Нояб	Дек.
-13,0	-12,4	-6,0	3,6	12,0	16,5	18,6	16,9	10,8	3,3	-3,7	-10,0

Плоскость возможной конденсации в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя.

Сопротивление паропроницанию м²·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию:

- нормируемого сопротивления паропроницанию м²·ч·Па/мг (из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период), определяемого по формуле:

- нормируемого сопротивления паропроницанию м²•ч•Па/мг, (из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха) определяемого по формуле:

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

где Е_int – парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_int, ⁰С, 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:

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 с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5⁰ С;

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

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

– сопротивление паропроницанию, м²·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

z₀ – продолжительность, сут., периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха,

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/м³, 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;

– коэффициент, определяемый по формуле:

где – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами.

Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по табл. 3 СНиП 23-01-2003, а значения температур в плоскости возможной конденсации τ_i, соответствующие этим периодам, по формуле:

где t_int, ⁰C – расчетная температура внутреннего воздуха;

t_i, ⁰C – расчетная температура наружного воздуха i – го периода,

принимаемая равной средней температуре соответствующего периода;

R_si – сопротивление теплопередаче внутренней поверхности

ограждения

м²·⁰С·Вт;

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

R₀ – общее сопротивление теплопередаче ограждения, определяемое по формуле :

R₀ = R_si + R₁ + R₂ + …. R_n + R_se,

R_se - термическое сопротивление теплоотдачи ограждающей

конструкции, равное _t

м^{2 0}С/Вт;

R₁, R₂, и R_n - термические сопротивления отдельных слоев

ограждающей конструкции, определяемые по формуле:

где δ_i – толщина i-го слоя, м;

λ_i - коэффициент теплопроводности материала i-го слоя.

Определяем величину общего термического сопротивления ограждающей конструкции R₀:

R₀ = 0,115 + 0,63 +2,885 + 0,148 + 0,043 =3,82 м² · ⁰С/Вт.

Термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от

внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации составляет

(м^{2 · 0}С)/Вт.

Для соответствующих периодов года устанавливаем их продолжительность z_i , мес, и среднюю температуру наружного воздуха t_{i ,} ⁰С, а далее для этих же периодов рассчитываем температуры в плоскости возможной конденсации τ_i для климатических условий г. Чебоксары

-зима (январь, февраль, март, декабрь), z₁ = 4 мес

t₁ = ⁰С

⁰С

- весна – осень (апрель, октябрь, ноябрь), z₂ = 3 мес

t₂ = ⁰С

⁰С

- лето (май, июнь, июль, август, сентябрь), z₃ = 5 мес

t₃ = ⁰С

⁰С

Для t_int = 21^оС 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 максимальные парциальные давления (Е₁, Е₂, Е₃) водяного пара:

Е₁ = 289 Па, Е₂ = 601 Па, Е₃ = 1739 Па и далее рассчитываем парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции:

Па

Вычисляем сопротивление паропроницанию , м²·ч·Па/мг, части

ограждающей конструкции, расположенной между наружной

поверхностью и плоскостью возможной конденсации.

м²·ч·Па/мг

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха e_ext, Па, за годовой период, составляет 759 Па.

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

м²·ч · Па/мг

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха сначала устанавливаем продолжительность этого периода z_о= 156сут. и его среднюю температуру t_i = -8,3 ⁰С.

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

τ₀ = ⁰С

Парциальное давление водяного пара Е₀, Па, в плоскости возможной

конденсации при τ₀ = - 6,88 ⁰С равняется Е₀ = 338 Па.

В многослойной ограждающей конструкции увлажняемым слоем является утеплитель (ρ_w = 100 кг/м³, γ_w = 0,1 м).

Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения

влаги в материале утеплителя, составляет ∆w_aw =25 %.

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

Отсюда

гПа = 304 Па

Рассчитываем коэффициент η по формуле:

Определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за

период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха

м²• ч• Па/мг

Определяем сопротивление паропроницанию в пределах от внутренней поверхности ограждающей конструкции до плоскости возможной конденсации

=

Вывод

В связи с тем, что сопротивление паропроницанию части

ограждающей конструкции, расположенной между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью возможной конденсации = 7,64 м²·^·ч·Па/мг выше нормируемых значений R_vp1 и R_vp2, соответственно

равные 2,04 и 1,47 м²· ч· Па/мг, следовательно, рассматриваемая ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий» по условиям паропроницания.