1803

туре наружного воздуха периода z0 влагонакопления (месяцев с отрица-

тельными средними месячными температурами) согласно п.8.6 СП

50.13330 либо по прил. С СП 23-101-2004;

ρω – плотность материала увлажняемого слоя, кг/м3, принимаемая рав-

ной среднему значению плотности материала в сухом состоянии ρ0;

δω – толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м, прини-

маемая равной толщине теплоизоляционного слоя многослойной огра-

ждающей конструкции либо 2/3 толщины однослойного ограждения;

Δω – предельно допустимое приращение расчетного массового отноше-

ния влаги в материале увлажняемого слоя, %, за период влагонакопле-

ния z0 , принимаемое по табл.10 СП 50.13330;

E – парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, в плоскости

возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое

по формуле 8.4 [1]:

щенного водяного пара, Па, принимаемые по температуре в плоскости возможной конденсации, устанавливаемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего (t1,˚С), весенне-осеннего (t2,˚С) и летнего (t3, ˚С) периодов, согласно п.8.6 СП 50.13330 либо по прил. С СП 23-101-2004;

z1 ; z2; z3 – продолжительность, мес, соответственно зимнего (к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже -5˚С), весенне-осеннего (к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от –5 до +5˚С) и летнего (к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха выше +5˚С) периодов года, определяемая по табл. 3* СП 131.13330; η – коэффициент, определяемый по формуле 8.5 [1]:

eн.отр – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха

периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами,

Па.

Значения температуры τx, ˚С, ограждающей конструкции в плоско-

сти, отстоящей от внутренней поверхности на расстоянии x, м, опреде-

ляется согласно п.8.8 по формуле 8.10 [1]:

x tв tв tн Rв Rx , (6.6)

Rоусл

41

где Roусл – условное сопротивление теплопередаче ограждающей конст-

рукции, рассчитываемое по формуле 3.6: Rоусл=Rв+Rk+Rн,;

где Rk – термическое сопротивление теплопередаче ограждающей кон-

струкции, м2·˚С/Вт, определяемое как сумма термических сопротивле-

ний отдельных слоев ограждения Rk i ;

i

Rв – сопротивление теплопередаче воздушной прослойки у внутренней

поверхности наружного ограждения, м2·˚С/Вт;

Rн – сопротивление теплопередаче воздушной прослойки у наружной

поверхности ограждающей конструкции, м2·˚С/Вт;

tв и tн – температура соответственно внутреннего и наружного воздуха,

˚С;

Rx – сопротивление теплопередаче части многослойной ограждающей

конструкции от внутренней поверхности до плоскости, отстоящей от

внутренней поверхности на расстоянии x, м2·˚С/Вт, определяемое по

формуле

6.2 ОЦЕНКА ВЛАЖНОСТНОГО РЕЖИМА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ОТ УВЛАЖНЕНИЯ ПАРООБРАЗНОЙ ВЛАГОЙ

Защита от переувлажнения ограждающих конструкций согласно п.8.1 СП 50.13330 [1] обеспечивается путем проектирования ограждений с сопротивлением паропроницанию внутренних слоев не менее требуемых значений (см. п.6.1).

Сопротивление паропроницанию Rп, м2·ч∙Па/мг, ограждающей кон-

струкции в пределах от внутренней поверхности до плоскости возмож-

ной конденсации должно быть не менее наибольшего из двух норми-

руемых сопротивлений паропроницанию:

Rп Rптр1 .

Rп Rптр2

Влажностный режим ограждающих конструкций рассчитывается

для условного одномерного сечения (тепло- и влагоперенос осуществля-

42

ется лишь по толщине ограждения в направлении соответственно понижения температуры и парциального давления), включающего все

материалы.

Плоскость возможной конденсации в однородной (однослойной)

ограждающей конструкции располагается на расстоянии, равном 2/3

толщины конструкции от её внутренней поверхности, а в многослойной

конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя.

Сопротивление паропроницанию Rпi , м2·ч∙Па/мг, однослойной или

отдельного слоя многослойной ограждающей конструкции определяет-

ся по формуле 8.9 в соответствии с п. 8.7 СП 50.13330:

где δi – толщина слоя ограждающей конструкции, м;

i – расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя огра-

ждающей конструкции, мг/(м ч Па).

Сопротивление паропроницанию Rп.о , м2·ч∙Па/мг, многослойной

ограждающей конструкции или её части определяется по формуле 8.9* в соответствии с п. 8.7 СП 50.13330:

Сопротивление паропроницанию листовых материалов и тонких слоев пароизоляции необходимо принимать по приложению М СП

50.13330 [1].

Согласно ранее действующим нормам [8] расчет на увлажнение не производится для двух- и трехслойных ограждений, в которых внутренний и наружный слои выполняются из материалов с незначительным паропроницанием (железобетон, цементная штукатурка, бетон и т.п.). При этом соотношение между сопротивлениями паропроницанию внутреннего слоя Rп.1 с наружным слоем Rп.3 должно удовлетворять услови-

ям:

1)в помещениях с нормальным температурно-влажностным режимом

Rп.1 1,2;

Rп.3

2)в помещениях с влажностным режимом Rп.1 1,5.

Rп.3

Также не требуется проверять на выполнение норм по паропроницанию следующие ограждающие конструкции:

1)однородные (однослойные) наружные стены помещений с сухим и нормальным режимами;

43

2)двухслойные наружные стены помещений с сухим и нормальным ре-

жимами, если внутренний слой стены имеет сопротивление паропро-

ницанию более 1,6м2·ч∙Па/мг.

6.3 ЦЕЛЬ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТА ВЛАЖНОСТНОГО РЕЖИМА ОГРАЖДЕНИЯ

Целью расчета влажностного режима ограждающей конструкции

от увлажнения парообразной влагой является определение необходи-

мых пароизоляционных свойств ограждений зданий и подбор их конст-

руктивного решения, обеспечивающего соответствие нормативным тре-

бованиям (Rп Rптр1 и Rп Rптр2 ).

Последовательность расчета влажностного режима ограждающих

конструкций зданий состоит в следующем:

1)подготовка исходных данных и выбор принципиального конструк-

тивного решения проектируемой ограждающей конструкции;

2)расчет температур в плоскости возможной конденсации ( 1, 2, 3), ус-

танавливаемых при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего (t1,˚С), весенне-осеннего (t2,˚С) и летнего (t3, ˚С) периодов по формуле 6.6; 3)установление парциального давления насыщенного водяного пара

E1 f 1 ; E2 f 2 ; E3 f 3 в плоскости возможной конденсации

для зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов соответственно;

4)вычисление по формуле 6.4 E парциального давления насыщенного водяного пара в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации;

5)определение по формуле 6.8 сопротивления паропроницанию Rп.н

части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации

6)расчет Rптр1 требуемого сопротивления паропроницанию ограждаю-

щей конструкции по формуле 6.1;

7)установлениеEв парциального давления насыщенного водяного пара

при температуре внутреннего воздуха помещения tв;

8)расчет по формуле 6.3 eв парциального давления водяного пара внутреннего воздуха;

9)расчет температуры в плоскости возможной конденсации ( 0c ), уста-

навливаемой при средней температуре наружного воздуха периода z0 влагонакопления по формуле 6.6;

44

10)установление парциального давления насыщенного водяного пара E0 f 0c в плоскости возможной конденсации для периода влагонако-

пления;

11)определение z0 продолжительности периода влагонакопления, при-

нимаемой как календарное число суток периода с отрицательными

средними месячными температурами наружного воздуха;

12)установление ρω плотности материала и δω толщины увлажняемого

слоя ограждающей конструкции;

13)определение Δω предельно допустимого приращения расчетного

массового отношения влаги в материале увлажняемого слоя по табл.10

СП 50.13330 [1];

14)вычисление η коэффициента по формуле 6.5;

15)расчет Rптр2 требуемого сопротивления паропроницанию ограждаю-

щей конструкции по формуле 6.2;

16)определение сопротивления паропроницанию Rп ограждающей кон-

струкции в пределах от внутренней поверхности до плоскости возмож-

ной конденсации по формулам 6.8, 6.9;

17)сравнение полученных результатов расчета с нормативными требованиями (см. неравенства п.6.2) и выводы.

Если Rп Rптр1 и Rп Rптр2 , тогда требования выполнены и конструкция запроектирована хорошо. Если Rп Rптр1 или Rп Rптр2 , то кон-

струкция запроектирована плохо и необходимо устройство дополнительной пароизоляции.

В качестве пароизоляции применяют пленочные или обмазочные материалы, характеризующиеся большим сопротивлением паропроницанию (полиэтиленовую пленку, фольгу, рубероид и т.п.).

6.4ВЫБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

При оценке температурно-влажностного режима наружных ограж-

дений используются следующие данные:

-район строительства;

-назначение здания;

-тип и принципиальное конструктивное решение проектируемой ограждающей конструкции, принимаемые в соответствии с заданием;

-расчетная средняя температура внутреннего воздуха tв , C , прини-

маемая по минимальным значениям оптимальной температуры зданий

по ГОСТ 30494-2011 [3] или по нормам проектирования соответствую-

45

щих зданий или сооружений и относительная влажность внутреннего

воздуха φв, %; - расчетная относительная влажность внутреннего воздуха в , %, при-

нимаемая в соответствии с п.3.1 в зависимости от назначения здания

(помещения);

-температура наружного воздуха tн , ºC, полученная расчетом как сред-

неарифметическое значение температуры наружного воздуха периода

влагонакопления (месяцев с отрицательными среднемесячными тем-

пературами) СП 131.13330[4];

-упругость водяного пара с внутренней стороны ограждения eв, Па,

рассчитанная по температуре tiв и относительной влажности φв внут-

реннего воздуха по формуле 6.3;

-упругость водяного пара с наружной стороны ограждения eн , Па, по-

лученная расчетом как среднеарифметическое значение упругости

водяного пара месяцев с отрицательными среднемесячными темпера-

турами согласно СП 131.13330[4] либо как среднеарифметическое

значение упругости водяного пара месяцев с отрицательными среднемесячными температурами в зависимости от среднемесячных значений относительной влажности наружного воздуха по старой редакции СНиП II-А.6-72 “Строительная климатология и геофизика” [20] и среднемесячными значениям температур СП 131.13330[4] этих месяцев;

-коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения в ,

Вт/(м2 оС), [2].

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения н,

Вт/(м2 оС), [2];

-расчётный коэффициент теплопроводности отдельных слоёв ограж-

дения с учетом условий эксплуатации ограждающей конструкции i ,

Вт/(м оС), [1, 2]

-расчётный коэффициент паропроницаемости отдельных слоёв ограж-

дения i , мг/(м ч Па), [1, 2].

Результаты выбора теплотехнических характеристик конструктивных слоев ограждения сводятся в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 Теплотехнические характеристики конструктивных слоев наружного ограждения

6.5РАСЧЕТ НАРУЖНОЙ СТЕНЫ НА ВЛАГОНАКОПЛЕНИЕ

ВХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ЭКСПЛУАТАЦИИ

Оценка температурно-влажностного режима наружных стен прово-

дится графоаналитическим методом с учетом требований современных

норм.

В период эксплуатации наружных ограждающих конструкций мо-

гут создаться условия, вызывающие конденсацию водяного пара в тол-

ще ограждений. Для рассмотрения этих условий используется графиче-

ский метод, предложенный К.Ф. Фокиным совместно с О.Е. Власовым.

Суть метода состоит в построении линии падения температуры в огра-

ждении, линии падения упругости водяного пара и линии максимальной

упругости водяного пара, которая зависит от температуры. Пересечение

линии падения упругости водяного пара и линии максимальной упруго-

сти будет указывать на наличие конденсации влаги в ограждающей кон-

струкции и, в таком случае, характер линии падения упругости водяного

пара будет иной. Для построения линии действительной упругости во-

дяного пара в ограждающей конструкции (при наличии конденсации влаги в ней) необходимо провести касательные к линии максимальной упругости водяного пара. Касательные проводятся из точек eв и eн на внутренней и наружной поверхностях ограждения. Точки касания линии максимальной упругости водяного пара будут являться границами зоны конденсации.

Значения температур τi на границах слоев (нумерацию слоев вести от внутренней поверхности к наружной) многослойной наружной стены определяется по формуле 6.6:

i tв tв tн Rв Rki ,

Rоусл

где Rki – сопротивление теплопередаче части многослойной ограждающей конструкции от внутренней поверхности до границы отдельного слоя, м2·˚С/Вт.

По значениям температур τi определяется максимальное парциаль-

ное давление водяного пара по прил. С табл. С.1, С.2. СП 23-101-2004. Значения упругости водяного пара ei на границах слоев (нумерацию слоев вести от внутренней поверхности к наружной) многослойной на-

ружной стены рассчитывается по формуле:

ei eв eв eн Rп..i ,

Rп.о

47

где Rп.о общее сопротивление паропроницанию, м2·ч∙Па/мг, однослой-

ной или многослойной ограждающей конструкции, определяемое по

формуле 6.9;

eв – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па;

eн – парциальное давление водяного пара наружного воздуха периода

влагонакопления, Па;

ΣRп.i – сопротивление паропроницанию части многослойной (однослой-

ной) ограждающей конструкции от внутренней поверхности до границы

отдельного слоя, определяемое по формуле 6.9.

Результаты расчета сводятся в табл. 6.2 и строятся графики в мас-

штабе толщин и сопротивлений паропроницанию отдельных слоев ог-

раждения (см. рис 6.1).

Таблица 6.2 Значения температуры, максимального парциального давления водяного

пара и упругости водяного пара на границах слоев наружной стены

В результате расчетов, свидетельствующих о конденсации влаги в ограждении (пересечение графиков действительной и максимальной упругостей водяного пара), необходимо:

1)Согласно построенных графиков падения температуры, упругости водяного пара и максимальной упругости водяного пара в многослойной наружной стене находят границы зоны возможной конденсации;

2)Зная границы зоны конденсации, определяют толщину зоны кон-

денсации, δω, и, соответственно, количество влаги, Pω, конденсирующееся в стене. Результаты расчета сводятся в табл. 6.3.

Таблица 6.3 Результаты расчета влажностного режима наружной стены с учетом

возможной конденсации влаги в полученной графически зоне конденсации

Количество водяного пара, конденсирующегося в стене, находим по формуле:

Pω = P1 - P2,

48

где P1 – количество влаги, проходящее через внутреннюю сухую зону

ограждающей конструкции;

P2 – количество влаги, проходящее через наружную сухую зону ограж-

дающей конструкции.

Количество диффундирующего водяного пара через ограждающую кон-

струкцию определяем по формуле:

P = (eint-eext) F·Ζ·μ / δ,

где F – площадь ограждающей конструкции, через которую диффунди-

рует поток водяного пара, м2;

Ζ – время, за которое диффундирует поток водяного пара через ограж-

дающую конструкцию, ч.

Тогда через стену площадью 1м2 за 1ч диффундирует количество

водяного пара к зоне конденсации

P1 = (eint-eint,с) / ∑ Rvp,iint,c ,

от зоны конденсации

P2 = (eext,с- eext) / ∑ Rvp,iext,c,

где ∑ Rvp,iint,c – суммарное сопротивление паропроницанию сухих слоев

от внутренней поверхности ограждающей конструкции до внутренней

границы возможной зоны конденсации;

∑ Rvp,iext,c , м2·ч∙Па/мг – суммарное сопротивление паропроницанию сухих слоев от наружной границы возможной зоны конденсации до наружной поверхности ограждающей конструкции; δω1 , м – толщина утеплителя от наружной границы возможной зоны

конденсации до наружной поверхности ограждающей конструкции; eint,с, eext,с – действительная упругость водяного пара на внутренней и наружной границах зоны конденсации слоя с влагонакоплением, Па.

Общее количество водяного пара, Pωвн, конденсирующееся в стене за весь период влагонакопления, т.е. за период с отрицательными сред-

немесячными температурами наружного воздуха, определяется по фор-

муле:

Pωвн = Pω Ζ,

где Ζ = 24 n N , ч – период влагонакопления; n – количество холодных месяцев;

N – количество суток в месяце.

Зная количество влаги, конденсирующееся в стене, можно определить, насколько будет увеличиваться весовая влажность материала по

формуле:

Δω = Pωвн 100/(γо δω),

где γо , кг/м3 – плотность материала;

δω – толщина зоны конденсации, м.

49