Расчет сопротивления паропроницанию

Исходные данные:

– = ((-11,9+(-10,7)+(-5,1)+(-2,7)+(-8,1))/5= -7,7°С – расчетная зимняя температура, определяемая по таблице 3* СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»;

– = 20 °С – температура внутреннего воздуха в помещении (ГОСТ 30494-96);

– = 55% – относительная влажность внутреннего воздуха, определяемая согласно п.5.9 СНиП 23-02-2003;

– = 8,7 Вт/(м ·°С)– коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003;

–λ_к = 0,52 Вт/м²•^оС – коэффициент теплопроводности кирпичной кладки (кирпич керамический пустотный (ГОСТ 530) на цементно-песчаном растворе), принимаемый по СП 23-101-2004 прил. Д;

–λ_ут = 0,073 Вт/м²•^оС – коэффициент теплопроводности утеплителя (минераловатных плит), принимаемый по СП 23-101-2004 прил. Д;

–λ_шт = 0,93 Вт/м²•^оС – коэффициент теплопроводности штукатурки из цементно-песчаного раствора, принимаемый по СП 23-101-2004 прил. Д;

– λ_б = 0,26 Вт/м²•^оС – коэффициент теплопроводности слоя из пенобетонных блоков, принимаемый по СП 23-101-2004 прил. Д;

– m_ш =0,09 мг/(м·ч·Па) – коэффициент паропроницаемости штукатурки из цементно-песчаного раствора, принимаемый по СП 23-101-2004 прил. Д;

– m_к = 0,7 мг/(м·ч·Па)– коэффициент паропроницаемости кирпичной кладки (из кирпича пустотного керамического (ГОСТ 530) на цементно-песчаном растворе), принимаемый по СП 23-101-2004 прил. Д;

– m_ут = 0,49 мг/(м·ч·Па)– коэффициент паропроницаемости утеплителя (минераловатных плит), принимаемый по СП 23-101-2004 прил. Д;

– m_б =0,17 мг/(м·ч·Па) – коэффициент паропроницаемости пенобетонных блоков, принимаемый по СП 23-101-2004 прил. Д.

Задание: рассчитать сопротивление паропроницанию наружной многослойной стены из кирпичной кладки, пенобетонных блоков и утеплителя, а также распределение парциального давления водяного пара по толще стены и возможность образования конденсата в толще стены.

Нормативные требования:

Фактическое значение:

По приложению С СП 23-101-2004 определяем парциальное давление насыщенного водяного пара, которое при температуре = 20 °С равно .

Определяем сопротивление паропроницанию всей конструкции по формуле:

R_vp = δ_ш/m_ш + δ_к/m_к + δ_б/m_б + δ_у/m_у (25)

R_vp=0,015/0,09+0,12/0,7+0,3/0,17+0,15/0,49= 2 м²·ч·Па/мг

Рассчитываем парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха:

(26)

e_int = (55/100)*2338= 1286 Па

Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по таблице 3* СНиП 23-01, а значения температур в плоскости возможной конденсации , соответствующие этим периодам, рассчитываются по следующей формуле:

(27)

— расчетная температура наружного воздуха i-го периода, принимаемая равной средней температуре соответствующего периода;

— сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения, равное R_si = 1/a_int = 1/8,7 = 0,115 ·°С·Вт;

=0,015/0,93 + 0,3/0,26 + 0,15/0,073 + 0,12/0,52 = 2, 5 ·°С·Вт

- термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации (согласно СНиП 23-02 (п. 9.1, примечание 3), плоскость возможной конденсации в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя);

=3,6 ·°С·Вт — сопротивление теплопередаче ограждения, определенное ранее.

Для климатических условий Ярославля по СНиП 23-01-99 таблица 3:

Зимний период (январь, февраль, март, ноябрь, декабрь):

= 5 мес;

=((-11,9 + (-10,7) + (-5,1) + (-2,7) + (-8,1))/5 = -7,7°С;

= -0,2 °С;

Весеннее — осенний период (апрель, октябрь):

= 2 мес;

= (3,7 + 3,4)/2 = + 3,6 °С;

= +8,1°С;

Летний период (май — сентябрь):

= 5 мес;

= (10,9 + 15,7 + 17,6 + 16,0 + 10,0)/5 = +14°С;

= +15,6 °С.

По температурам для соответствующих периодов определяем по приложению С СП 23-101-2004 парциальные давления водяного пара:

= 601 Па;

=1072 Па;

= 1772 Па.

Парциальное давление водяного пара в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации определяем по формуле:

E= (E₁z₁+ E₂z₂+ E₃z₃)/12 (28)

Е = (601*5 + 1072*2 + 1772*5)/12 = 1167 Па

Сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, определяется по формуле:

R^e_vp = δ_ш/m_ш + δ_б/m_б (29)

R^e_vp= 0,015/0,93+0,3/0,26 = 1,93 ·°С·Вт.

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха за годовой период определяют по СНиП 23-01-99* (таблица 5а*):

=(250 +260+ 360 +590+ 880+ 1230+ 1480+ 1400 +1010+ 680+ 460 +330+ 740)/12 = 806 Па.

Определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации согласно СНиП 23-02 (п.9.1a) по формуле:

(30)

R^req_vp1= ((1286-1167)*1,17)/(1167-806)= 0,63 м²·ч·Па/мг.

Температуру в плоскости возможной конденсации для этого периода определяют по формуле:

(31)

τ_о = 20-((20-(-7,7))*(1/8,7+2,5))/3,6 = -0,2°C.

Парциальное давление водяного пара в плоскости возможной конденсации определяют по приложению С СП 23-101-2004 (при = -0,2°С = 601 Па).

Согласно СНиП 23-02-2003, в многослойной ограждающей конструкции увлажняемым слоем является утеплитель – плиты минераловатные на синтетическом связующем, следовательно, ρ_w = ρ_o = 150 кг/м³ при толщине δ = 0,15 м. Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в этом материале согласно #M12291 1200035109СНиП 23-02 Δw_av = #33%.

Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, определяется по СНиП 23-02-2003 и равна

= (221+241+402+492+304)/5 = 332.

Коэффициент определяется по формуле:

(32)

– Продолжительность периода влагонакопления, равная периоду с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха, определяемая по СНиП 23-01-99*.

η=0,0024*(601-332)*239/1,93= 79,9.

Определим по следующей формуле:

(33)

R^req_vp2=0,0024*239(1286-601)/ (150*0,15*3+79,9)= 2,6 м²·ч·Па/мг

При сравнении полученного значения с нормируемым устанавливаем, что:

R_vp= 2 > R^req_vp1= 0,63, (м²·ч·Па/мг);

R_vp= 2 < R^req_vp2=2,6, (м²·ч·Па/мг).

Вывод: ограждающая конструкция не удовлетворяет двум требованиям СНиП 23-02-2003 в отношении сопротивления паропроницанию, следовательно, необходим пароизоляционный слой.