- •Минобрнауки россии Государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования
- •Задание на курсовую и контрольную работы по «Строительной теплофизике» (очное и заочное обучение)
- •II. Исходные данные и порядок выполнения курсовой работы
- •III. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций зданий
- •2. Определение приведенного сопротивления теплопередаче
- •3.Расчет воздухопроницания ограждающих конструкций
- •4.Расчет паропроницания ограждающих конструкций
- •5. Теплотехнический расчет конструкции чердачного (бесчердачного) покрытия
- •6. Теплотехнический расчет конструкции пола первого этажа (над неотапливаемым подвалом)
- •7. Выбор вида конструкции световых проемов и наружных входных дверей
- •8. Теплотехнический расчет внутренних конструкций (внутренней перегородки и междуэтажного перекрытия)
- •Определение показателя теплоустойчивости помещения
- •Определение показателя теплопоглощения ограждающих конструкций помещения
- •Рекомендуемая литература
4.Расчет паропроницания ограждающих конструкций
Целью расчета является определение соответствия нормам паропроницания разделу 6 СНиП II-3-79** «Строительная теплотехника» принимаемых ограждающих конструкций.
Анализ возможного влажностного режима ограждения производится из стационарного состояния с учетом только диффузии водяного пара через ограждения. Известно, что с повышением влажности строительных материалов понижаются теплозащитные и гигиенические качества ограждений, снижается их прочность и долговечность. Появление влаги в ограждении может быть вызвана следующими причинами: поступлением строительной, атмосферной, грунтовой, эксплуатационной влаги, образованием гигроскопической влаги, а также процессом конденсации влаги из воздуха.
В подавляющем большинстве случаев конденсация влаги является единственной причиной повышения влажности ограждения. Влага из воздуха может конденсироваться на внутренней поверхности ограждения и в его толще. В результате расчета необходимо убедиться в отсутствии конденсации водяных паров на внутренней поверхности основной глади стен, на внутренней поверхности наружного угла, а также в толще ограждения.
Конденсация влаги не будет происходить на поверхности, если температура внутренней поверхности наружного ограждения на 1-20С превышает температуру точки росы , температуру, при которой относительная влажность воздуха φ при охлаждении достигает 100%.
Сопротивление паропроницаниюRп, м2·ч·Па/кг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее:
а) наибольшего требуемого сопротивления паропроницаниюиз условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации;
б) наибольшего требуемого сопротивления паропроницаниюиз условия ограждения накопления влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха.
Расчет на возможность конденсации влаги из воздуха на внутренней поверхности и в толще ограждения выполнить для конструкции наружной стены.
Порядок расчета паропроницания конструкции наружной стены.
4.1. Определение возможности конденсации влаги на глади наружной стены и на внутренней поверхности наружного угла.
4.1.1 Установить значение нормируемой относительной влажности воздуха в помещении , % в соответствии с влажностным режимом помещения (здания) по [11;12] и [9, табл.11].
4.1.2. Зная нормируемую относительную влажность воздуха в данном помещении, а также температуру воздуха в нем, определяют температуру точки росыпо [6, прил.2].
4.1.3. Определить температуру на внутренней поверхности наружного угла из выражения:
≈0,18 (1-0,23R0), (28)
где: ,,R0 – то же, что в формуле (24).
4.1.4. На основании выполненных расчетов сделать вывод – заключение о возможности конденсации водяных паров на глади стены, сравнивая и; на внутренней поверхности наружного угла, сравниваяи.
4.2. Конденсация влаги в толще ограждающей конструкции.
(Графоаналитический метод определения зоны возможной конденсации).
4.2.1. Определить температуру в характерных сечениях конструкции наружной стены ,0С (на внутренней поверхности между конструктивными слоями, на наружной поверхности) по формуле:
, (29)
где: ,,R0, RВ – то же, что в формуле (24);
4.2.3. Определить изменение действительной упругости i, Па в характерных сечениях ограждения по формуле
, (30)
где: в, н – действительная упругость водяного пара внутреннего и наружного воздуха, определяемые из формулы
по соответствующим значениям ,и,,
где: и- максимальные упругости водяных паров внутреннего и наружного воздуха [6,прил.4] или [5, табл. 1.11];
Rn – сопротивление паропроницанию ограждения, м2·ч·Па/ мг:
. (31)
где Rпв-сопротивление влагообмену внутренней поверхности, Па
;
сопротивление влагообмену наружной поверхности,Па
;
где : - толщина конструктивного слоя, м;
расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей конструкции м2/м·ч·Па, принимаемый по [9, приложение 3];
- сумма сопротивлений паропроницаемости (n-1) слоев ограждения, считая от его внутренней поверхности до рассматриваемого сечения, м2·ч·Па/МГ, определяемая по формуле 31;
- из пункта 4.1.1;
- относительная влажность наружного воздуха [табл.1 данной курсовой работы].
4.2.4. По найденным значениям li, Па построить график изменения действительной упругости еi, Па в характерных сечениях (рис.2).
Рис.2. График изменения в многослойной ограждающей конструкции.
4.3 Определение годового баланса влаги в наружной стене.
4.3.1. Определить требуемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги, м2·ч·Па/мг по формуле:
, (32)
где: еВ- упругость водяного пара внутреннего воздуха, Па,
е/н - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, определяемая по формуле
, (33)
где: е1, е2, е3,… е12 – упругость водяного пара наружного воздуха, Па, по месяцам, принимаемая по [7,8];
Е – упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемая по формуле
, (34)
где: Z1, Z2, Z3 – продолжительность в месяцах соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая согласно главе СНиП по строительной климатологии и геофизике с учетом следующих условий:
а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 50С;
б)к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 50С;
в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха выше плюс 50С.
По [7,8] определить для заданного геофизического пункта (города) продолжительность периодов Z1, Z2, Z3 в месяцах и средние сезонные температуры наружного воздуха t1н, t2н, t3н соответственно для зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов.
Е1, Е2, Е3 – упругость водяного пара, Па, принимаемые по температуре в плоскости возможной конденсации , определяемых при средней температуре наружного воздухае1н, е2н, е3н, соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов [6, приложение 4].
Примечание: при определении упругости Е3для летнего периода температуру в плоскости возможной конденсации во всех случаях следует принимать не ниже средней температуры летнего периода и упругость водяного пара внутреннего воздуха еВ – не ниже средней упругости водяного пара наружного воздуха за этот период.
Значения температур в плоскости возможной конденсации определяют следующим образом:
; (35)
; (36)
, (37)
где tВ, RВ – то же, что в формуле (5);
t1н,t2н, t3н – средние температуры наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, 0С;
R0 – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2·0С/Вт;
- сумма термических сопротивлений слоев конструкции, расположенной между ее внутренней поверхностью и плоскостью возможной конденсации, м2·0С/Вт;
R/ПН – сопротивление паропроницанию, м2·ч·Па/МГ, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации, определяемой в соответствии с ниже приводимым примечанием.
Примечание: плоскость возможной конденсации в однослойной однородной ограждающей конструкции располагается на расстоянии, равном 2/3 толщины конструкции от ее внутренней поверхности, а в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя.
Схематически изобразить конструкцию наружной стены и показать плоскость возможной конденсации, например,
4.3.2.Определить требуемое сопротивление паропроницанию, м2·ч·Па/мг, из условия ограничения накопления влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха по формуле
, (38)
где Z0 – продолжительность, сут., периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха, tно, 0С, согласно [7,8];
Ео – упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации, определяемая при температуре в плоскости возможной конденсации, , формула (35).
Температуру в плоскости возможной конденсации ,0С, определяют при средней температуре наружного воздуха, tно, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами [7,8].
-плотность материала увлажняемого слоя (утеплителя), кг/м3, принимаемая равнойпо [9,приложение 3];
- толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м, принимаемая равной 2/3 толщины однослойной стены или толщине теплоизоляционного слоя (утеплителя) многослойной ограждающей конструкции;
- предельно допустимое приращение массового отношения влаги в материале, утеплителя, %, за период влагонакопленияZ0, принимаемое по [9, табл.14];
А – переводной коэффициент, равный 1000 в единицах СИ;
- определяется по формуле
, (39)
где - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными температурами, определяемая согласно [7,8].
Примечание: в формулах (38) и (39) величина 2,4 – переводной коэффициент размерностей (суток в часы, кг в г, процентов в доли единицы).
4.3.3. Определить сопротивление паропроницанию, м2·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации).
4.3.4. Сравнить полученное сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции с требуемыми сопротивлениями паропроницанию, определенными по формулам (32) и (38).должно быть не менее из наибольшегои.
4.3.5. В результате выполненных расчетов сделать выводы о возможности конденсации водяных паров на глади стены, на внутренней поверхности наружного угла и в толще ограждения, графически по рисунку определить зону возможной конденсации водяных паров. В случае установления возможности конденсации влаги необходимо предусмотреть меры против конденсации влаги [3, главы IX,XI].
Методика и примеры расчета паропроницания ограждающих конструкций приведены в [6,§6; 9, §4; 3, , §УП-ХI].