Задание 3

Определить достаточность сопротивления паропроницанию слоистой кирпичной стены, состоящей из:

1 слой – кирпичной кладки δ=380мм.

2 слой – пенополистерольного утеплителя δ=150мм

3 слой - кирпичной кладки δ=250мм

Характеристики материалов:

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

2. Пенополистирол, γ₀ =100кг/м³

А. Исходные данные

• Место строительства – г. Глазов

• Зона влажности – нормальная [СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].

• Температура холодной пятидневки t_ext= –35ºС [СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 5, с обеспеченностью 0,92].

Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:

• Температура внутреннего воздуха t_int = + 20ºС [СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.Табл.1-для жилых зданий температура +20...+22 ºС. ].;

• влажность воздуха: = 55 % [СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий. Табл.1-для жилых зданий относительная влажность воздуха 55%].;

• влажностный режим помещения – нормальный [СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Табл. 1, при темпер. +20 ºС и влажности воздуха 55% влажностный режим нормальный].

• Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б [СНиП 23-02–2003. ].

• Коэффициент теловосприятия внутренней поверхности ограждения а_int = 8,7 Вт/м² С [СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].

• Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения a_ext = 23 Вт/м²·°С [СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.- таблица 8]

Наименование	Значение
Место строительства	г. Глазов
Температура внутреннего воздуха	tint = +20 0С
Расчетная зимняя температура	text= -35 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

Б. Порядок расчета

Расчет ведется в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» методом сравнения фактического сопротивления паропроницанию рассматриваемого ограждения с нормируемым сопротивлением паропроницанию . При этом должно соблюдаться условие .

Используя приложение (Д) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», определяем теплотехнические характеристики материалов ограждения, при условии эксплуатации ограждающей конструкции– А.

№	Наименование материала	γ0, кг/м3	δ, м	λ, Вт/м 0С	R, м2·0С/Вт	μ, мг/м·ч·Па
11	Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе	1800	0,38	0,81	0,469	0,11
22	Утеплитель Пенополистирол	100	0,15	0,052	2,88	0,05
3	Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе	1800	0,25	0,81	0,31	0,11

Согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» п. 9.1, примечание 3 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 (16) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

- 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 (17) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

где e_int – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле (18) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

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 (19) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

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 СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 3 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, определяемое по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 7;

z₀ – продолжительность, сут., периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха по табл. 3 /7/;

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;

η – коэффициент, определяемый по формуле (20) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

где – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемое по по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 7.

Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 3, а значения температур в плоскости возможной конденсации τ_i, соответствующие этим периодам, по формуле (74) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

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 (8) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

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 (6) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

где δ_i – толщина i-го слоя, м;

λ_i - коэффициент теплопроводности материала i-го слоя,

определяемый по приложению (Д) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Определяем величину общего термического сопротивления ограждающей конструкции м²·⁰С/Вт

R₀ = 0,115 + 0,469 +2,88+0,31+0,043 = 3,774 + 0,043 = 3,817 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 по формуле для этих же периодов рассчитываем температуры в плоскости возможной конденсации τ_i для климатических условий г. Глазов:

зима (январь, февраль, март, ноябрь, декабрь), z₁ = 5 мес

t₁ = ⁰С

⁰С

- весна – осень (апрель, октябрь), z₂ = 2 мес

t₂ = ⁰С

⁰С

- лето (май, июнь-август), z₃ = 4 мес

t₃ = ⁰С

⁰С

По приложению (С) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» для t_int = 20 ^оС устанавливаем численное значение E_int=2488 Па, а далее по формуле определяем давление водяного пара внутреннего воздуха

Па

Для соответствующих периодов по найденным температурам (τ₁, τ₂, τ₃) определяем по приложению (С) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» максимальные парциальные давления (Е₁, Е₂, Е₃) водяного пара: Е₁ = 299 Па, Е₂ =813 Па, Е₃ = 1817 Па и далее по формуле 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, согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 7, составляет 800 Па.

По формуле 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= 168сут. и его среднюю температуру t_i = -9,7 ⁰С по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 1.

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 = - 6,99 ⁰С равняется Е₀ = 338 Па.

Согласно п.9.1 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» 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, согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», табл. 10, составляет ∆w_aw =25 %.

Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 3, равняется e₀^ext =358Па.

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

Согласно указаниям СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» п.9.1, определяем сопротивление паропроницанию в пределах от внутренней поверхности ограждающей конструкции до плоскости возможной конденсации

= м²·^·ч·Па/мг