Система нормативных документов в строительстве (стр. 61 из 65)

z₁, z₂, z₃, - продолжительность, мес, соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5 °С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5 °С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха выше плюс 5 °С.

Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по таблице 3* СНиП 23-01, а значения температур в плоскости возможной конденсации t_i, соответствующие этим периодам, по формуле (74) настоящего Свода правил

t_i = t_int - (t_int - t_i)(R_si + åR)/R₀, (Э.5)

где t_int - расчетная температура внутреннего воздуха °С, принимаемая для жилого здания в Москве равной 20 °С;

t_i - расчетная температура наружного воздуха i-го периода, °С, принимаемая равной средней температуре соответствующего периода;

R_si - сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения, равное R_si = 1/a_int = 1/8,7 = 0,115 м²×°С×Вт;

åR - термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации;

R_o - сопротивление теплопередаче ограждения, определенное ранее равным

R_o = 3,638 м²×°С×Вт.

Определим термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации

åR = 0,005/0,35 + 0,1/2,04 + 0,1/0,031 = = 3,289 (м²×°С)/Вт.

Установим для периодов их продолжительность z_i, сут, среднюю температуру t_i, °С, согласно СНиП 23-01 и рассчитаем соответствующую температуру в плоскости возможной конденсации t_i, °С, по формуле (Э.5) для климатических условий Москвы:

зима (январь, февраль, декабрь):

z_i= 3 мес;

t₁ = [(-10,2) + (-9,2) + (-7,3)]/3 = -8,9 °С;

t₁ = 20 -(20 + 8,9)(0,115 + 3,289)/3,638 = -7,04 °С;

весна - осень (март, апрель, октябрь, ноябрь):

z₂ = 4 мес;

t₂ = [(-4,3) + 4,4 + 4,3 + (-1,9)]/4 = 0,6 °С;

t₂ = 20 -(20 - 0,6)(0,115 + 3,289)/3,638 = 1,85 °С;

лето (май - сентябрь):

z₃ = 5 мес;

t₃ = (11,9 + 16 + 18,1 + 16,3 + 10,7)/5 = 14,6 °С;

t₃ = 20 - (20 - 14,6)(0,115 + 3,289)/3,638 = 14,95 °С.

По температурам (t₁, t₂, t₃) для соответствующих периодов определяем по приложению С парциальные давления (E₁, Е₂, E₃) водяного пара: Е₁ = 337 Па, Е₂ = 698 Па, E₃ = 1705 Па и по формуле (Э.4) определим парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции для соответствующих продолжительностей периодов z₁, z₂, z₃.

Е = (337×3 + 698×4 + 1705×5)/12 = 1027 Па.

Сопротивление паропроницанию R_vp^e, м²×ч×Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, определяется по формуле (79).

R_vp^e= 0,008/0,43 + 0,12/0,11 = 1,11 м²×ч×Па/мг.

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

е_ext = (280 + 290 + 390 + 620 + 910 + 1240 + 1470 + 1400 + 1040 + 700 + 500 + 360)/12 = 767 Па.

По формуле (16) СНиП 23-02 определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации согласно СНиП 23-02 (п. 9.1a)

R_vp1^req = (1286 - 1027)×1,11/(1027 - 767) = 1,11 м²×ч×Па/мг.

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию R_vp2^req из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха берут определенную ранее продолжительность этого периода z₀, сут, среднюю температуру этого периода t₀, °C: z₀ = 151 сут, t₀ = - 6,6 °С.

Температуру t₀, °С, в плоскости возможной конденсации для этого периода определяют по формуле (80)

t₀ = 20 -(20 + 6,6)×(0,115 + 3,289)/3,638 = -4,9 °С.

Парциальное давление водяного пара Е₀, Па, в плоскости возможной конденсации определяют по приложению С при t₀ = - 4,89 °С равным Е₀= 405 Па.

Согласно СНиП 23-02 в многослойной ограждающей конструкции увлажняемым слоем является утеплитель, в данном примере Styrofoam плотностью r_w = r₀ = 28 кг/м³ при толщине g_w = 0,1 м. Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в этом материале согласно СНиП 23-02 Dw_аv = 25 %.

Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, определенная ранее, равна e₀^ext = 364 Па.

Коэффициент h определяется по формуле (20) СНиП 23-02.

h = 0,0024(405 - 364)151/1,11 = 13,39.

Определим R_vp2^req по формуле (17) СНиП 23-02

R_vp2^req = 0,0024×151(1286 - 405)/(28×0,1×25 + 13,39) = 3,83 м²×ч×Па/мг.

При сравнении полученного значения R_vpс нормируемым устанавливаем, что R_vp > R_vp2^req > R_vp1^req.

Следовательно, ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям СНиП 23-02 в отношении сопротивления паропроницанию.

Расчет распределения парциального давления водяного пара по толще стены и определение возможности образования конденсата в толще стены

Для проверки конструкции на наличие зоны конденсации внутри стены определяем сопротивление паропроницанию стены R_vpпо формуле (79) настоящего Свода правил (здесь и далее сопротивлением влагообмену у внутренней и наружной поверхностях пренебрегаем).

R_vp = 0,005/0,11 + 0,1/0,03 +0,1/0,006 + 0,12/0,11 + 0,008/0,43 = 21,15 м²×ч×Па/мг.

Определяем парциальное давление водяного пара внутри и снаружи стены по формуле (Э.З) и приложению С настоящего Свода правил

t_int = 20 °С; j_int = 55 %;

e_int= (55/100)2338 = 1286 Па;

t_ext = -10,2 °С; j_int = 84 %;

e_ext = (84/100)260 = 218 Па.

Определяем температуры t_i на границах слоев по формуле (Э.5), нумеруя от внутренней поверхности к наружной, и по этим температурам - максимальное парциальное давление водяного пара Е_i по приложению С:

t₁ = 20 - (20 + 10,2)(0,115)/3,638 = 19,0 °С;

E₁ = 2197 Па;

t₂ = 20 - (20 + 10,2)(0,115 + 0,014)/3,638 = 18,9 °С;

Е₂ = 2182 Па;

t₃ = 20 - (20 + 10,2)(0,115 + 0,063)/3,638 = 18,5 °С;

E₃ = 2129 Па;

t₄ = 20 - (20 + 10,2)(0,115 + 3,289)/3,638 = -8,3 °С;

Е₄ = 302 Па;

t₅ = 20 - (20 + 10,2)(0,115 + 3,437)/3,638 = -9,5 °С;

E₅ = 270 Па;

t₆ = 20 - (20 + 10,2)(0,115 + 3,479)/3,638 = -9,8 °С;

Е₆ = 264 Па.

Рассчитаем действительные парциальные давления e_iводяного пара на границах слоев по формуле

e_i = e_int - (e_int - e_ext)åR/R_vp, (Э.6)

где e_intи e_ext - то же, что и в формуле (Э.3);

R_vp - то же, что и в формуле (79);

åR - сумма сопротивлений паропроницанию слоев, считая от внутренней поверхности.

В результате расчета по формуле (Э.6) получим следующие значения: е₁ = 1286 Па, е₂ = 1283 Па, е₃ = 1115 Па, е₄ = 274 Па, е₅ = 219 Па, е₆ = 218 Па.

При сравнении величин максимального парциального давления E₁ водяного пара и величин действительного парциального давления е_i водяного пара на соответствующих границах слоев видим, что все величины е_i ниже величин E_i, что указывает на отсутствие возможности конденсации водяного пара в ограждающей конструкции.

Для наглядности расчета построим график распределения максимального парциального давления E_iводяного пара и график изменения действительного парциального давления e_iводяного пара по толще стены в масштабе сопротивлений паропроницанию его слоев. Очевидно, что эти кривые не пересекаются, что также доказывает невозможность образования конденсата в ограждении.

Сопротивление паропроницанию R_vp, м²×ч×Па/мг

- распределение действительного парциального давления водяного пара е

- распределение максимального парциального давления водяного пара Е

Рисунок Э.1 - Распределение парциального давления водяного пара в ограждающей конструкции (слева направо - от внутренней поверхности к наружной)