- •Содержание
- •Введение
- •1. Основы строительной теплофизики
- •1.1. Общие указания к выполнению курсовой работы
- •Расчет на сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций
- •Пример 1 Расчет сопротивления теплопередаче наружной стены жилого дома
- •Пример 2 Расчет сопротивления теплопередаче неоднородной ограждающей конструкции
- •3. Оценка теплоустойчивости ограждающих конструкций
- •Пример 3 Расчет на теплоустойчивость наружной стены здания (в теплый период года)
- •4. Проверка ограждающей конструкции на
- •Возможность конденсации влаги внутри ее
- •(Расчет сопротивления паропроницанию
- •Ограждающей конструкции)
- •Пример 4 Расчет наружной стены здания на сопротивление паропроницанию
- •Исходные данные
Пример 4 Расчет наружной стены здания на сопротивление паропроницанию
Исходные данные
1. Ограждающая конструкция – наружная стена из многослойных железобетонных панелей с утеплителем из мягких минераловатных плит (ρ = 100 кг/м3) толщиной = 0,08 м, общая толщина панели п = 0,30 м
2. Здание – жилое.
3. Пункт строительства – Великий Новгород
Порядок расчета
Находим средние температуры и упругости водяного пара
наружного воздуха по месяцам для Великого Новгорода [2]
Номера месяцев |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
text, оС |
-8,6 |
-8,4 |
-4,5 |
3,3 |
10,4 |
15 |
17,3 |
15,2 |
10,1 |
4,2 |
-1,1 |
-5,9 |
еext, Па |
310 |
310 |
390 |
610 |
880 |
1250 |
1510 |
1440 |
1080 |
750 |
550 |
400 |
Расчетная температура внутреннего воздуха tint = 20оС , относительная влажность int= 55% [1].
Следовательно, влажностный режим помещения – нормальный, табл.3.
Рис. 7. Разрез ограждающей конструкции
1 = 0,12 м; 2 = 0,08 м; 3 = 0,10 м;
Великий Новгород находится в строительно-климатической зоне II В [2], и во II зоне по влажности (нормальной), прил. 2.
При нормальном влажностном режиме помещения в нормальной зоне по влажности – условия эксплуатации "Б", прил. 3.
tint = 20 оС
n = 1 табл. 5
tn = 4 оС табл. 4
int = 8,7табл. 6
ext = 23 табл. 7
S1 = S = 16,95 прил. 45
S2 = 0,73
1 = 3 = 2,04
2 = 0,07
1. Термическое сопротивление R отдельных слоев конструкции определяем по формуле (4):
R1 = 1 / 1 = 0,12 / 2,04 = 0,059 = 0,06
R1 = 2 / 2 = 0,08 / 0,07 = 1,143 = 1,14
R3 = 3 / 3 = 0,049 = 0,05
2. Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rк рассчитываем по формуле (5), учитывая п. 1.2.:
Rk = 0,06 + 1,14 + 0,05 = 1,25 м2оС/Вт
3. Сопротивление теплопередаче Rо многослойной панели определяем по формуле (8):
Rо = 1/8,7 + 1,25 + 1/23 = 1,41 м2оС/Вт
4. Рассчитываем сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации), см. п. 3.1.
Плоскость возможной конденсации (ПВК) в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя, см. рис. 4. Поэтому:
5. Для того, чтобы рассчитать требуемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации по формуле 23, необходимо сначала найти следующие данные:
а) находим парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха еint при расчетных tint = 20оС и int = 55% по формуле (25),
где Еint = 2338 Па (по приложению 7 для tв = 20оС);
еint = 2338 · 55 / 100 = 1169 Па
Учитывая прим. 2 на стр. 25 принимаем еint = 1232 Па
б) находим среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха за годовой период (еext),
еext = 310 + 310 + 390 + 610 + 880 + 1250 + 1510 + 1440 + 1080 + 750 + 550 + 400) / 12 = 790 Па
в) рассчитываем сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и ПВК:
. =
г) Для определения упругостей водяного пара Е1, Е2, Е3 и Е0 в плоскости возможной конденсации рассчитаем средние температуры наружного воздуха и температуры в ПВК всех соответствующих периодов и оформляем все в виде таблицы (табл. 10).
Определяем продолжительность в месяцах зимнего (z1), весенне-осеннего (z2), летнего (z3) периодов и периода влагонакопления (z0), см. п.3.2.
Рассчитаем средние температуры наружного воздуха в соответствии со значениями средних температур месяцев, входящих в указанные периоды:
t1 (зимн.) = -7,630С;
t2 (весен.-осен.) = 0,480С;
t3 (летн.) = 13,60С;
t0 (влагонак.) = -5,70С
Температуру в плоскости возможной конденсации (ПВК) рассчитаем по формуле
(28)
Для нашего примера
По прил. 7 находим значения парциальных давлений насыщенного водяного пара Е1, Е2, Е3 и Е0 в соответствии с рассчитанными температурами в плоскости возможной конденсации:
Е1 (зимн.) = 378 Па
Е2 (весен.-осен.) = 701 Па
Е3 (летн.) = 1598 Па
Ео (влагонак.) = 441 Па
Таблица 10
Период |
Номера месяцев |
Число месяцев |
Наружная температура, t, оС |
В плоскости возможной конденсации | |
температура τ, оС |
парциальное давление водяного пара Е, Па | ||||
Зимний, z1 |
1,2,12 |
3 |
-7,63 |
-5,7 |
378 |
Весенне-осенний, z2 |
3,4,10,11 |
4 |
0,48 |
1,9 |
701 |
Летний, z3 |
5,6,7,8,9 |
5 |
13,6 |
14,1 |
1598 |
Влагонакопления, zо |
1,2,3,11, 12 |
5 |
-5,7 |
-3,9 |
441 |
д) По формуле 26 рассчитаем среднее значение максимального парциального давления водяного пара в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, используя данные табл. 10.
Е = Па
е) Определяем требуемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации, подставляя полученные данные в формулу 23.
;
ж) Сравниваем значения Rp и (см. п.3.2.):
Rр = 4,14 >=4,6
Первое условие выполняется.
6. Для расчета требуемого сопротивления паропроницанию (из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха) находим следующие данные:
а) Находим продолжительность периода влагонакопления zо в сутках для Великого Новгорода, [2]:
zо = 143 сут.
б) Определяем среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха () периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами (см. табл. 10) в соответствии с исходными данными:
= Па,
где - среднемесячные парциальные давления водяного пара тех месяцев, у которых среднемесячная температура наружного воздуха ниже или равна 0оС, см. табл. 10.
в) Вычисляем значение η по формуле 26:
η =
г) Находим данные по увлажняемому слою конструкции (утеплителю из мягких минераловатных плит), см. задание:
ρw = 100 кг/м3 (плотность материала увлажняемого слоя);
δw = 0,08 м (толщина увлажняемого слоя);
Δωаν = 3,0 % (предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в утеплителе, по табл. 9)
д) Рассчитаем по формуле (24), подставляя все полученные значения:
;
Учитывая п. 3.4 принимаем ;
е) Сравниваем значения Rр и (см. п. 3.2.)
Rр (4,14) < (5)
Значит, условие не выполняется, т.е. в ограждающей конструкции будет излишнее количество влаги за период с отрицательными температурами наружного воздуха.
Таким образом, предлагаемая панель не может быть применима в качестве наружной стены жилого здания в Великом Новгороде. Требуется пароизоляция изнутри из расчета
=
5 – 4,14 = 0,86 ,
или же другое конструктивное решение ограждающей конструкции.
|
|
|
|
Пример 5.
Проверка внутренней поверхности наружной стены здания
на возможность конденсации влаги
(Исходные данные берем из примера 1 пособия)
ti = 200C;
te = -270C;
R0 = 3,12 ;
αi = 8,7 ;
φ = 55%
5.1. Определяем температуру на внутренней поверхности ограждающей конструкции по формуле 28 (см. стр. 39).
5.2. Находим парциальное давление водяного пара (е) при температуре τi = 18,30C.
е = 2102 Па
5.3. Определяем парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха (Е) при температуре воздуха ti = 200C.
Е = 2338 Па
5.4. Определяем относительную влажность внутреннего воздуха, при которой начнется выпадение конденсата в данных условиях по формуле
Делаем вывод: Выпадения конденсата на внутренней поверхности стены в данных условиях эксплуатации не будет.
Конденсат будет образовываться, если относительная влажность воздуха внутри помещения достигнет 89,9%.
Приложение 1