Пример расчета сопротивления паропроницанию

Рассчитать сопротивление паропроницанию наружной многослойной стены из железобетона, утеплителя и кирпичной облицовки жилого здания в Москве. Проверить соответствие сопротивления паропроницанию стены требованиям СНиП 23-02, рассчитать распределение парциального давления водяного пара по толще стены и возможность образования конденсата в толще стены.

Исходные данные

Расчетная температура и относительная влажность внутреннего воздуха , %: для жилыx помещений (согласно ГОСТ 30494), =55% (согласно СНиП 23-02).

Расчетная зимняя температура и относительная влажность наружного воздуха , %, определяются следующим образом: и принимаются соответственно равными средней месячной температуре и средней относительной влажности наиболее холодного месяца. Для Москвы наиболее холодный месяц январь и согласно таблице 3* СНиП 23-01 =-10,2 °С, и согласно таблице 1* СНиП 23-01 =84%.

Влажностный режим жилых помещений - нормальный; зона влажности для Москвы - нормальная, тогда условия эксплуатации ограждающих конструкций определяют по параметру Б (согласно СНиП 23-02). Расчетные теплотехнические показатели материалов приняты по параметру Б приложения Д настоящего Свода правил.

Наружная многослойная стена жилого дома состоит из следующих слоев, считая от внутренней поверхности:

1 - гипсовая штукатурка толщиной 5 мм, плотностью с окраской внутренней поверхности двумя слоями масляной краски, расчетные коэффициенты теплопроводности , паропроницаемости ;

2 - железобетон толщиной 100 мм, плотностью

3 - утеплитель Styrofoam 1В А фирмы "ДАУ ЮРОП ГмбХ" толщиной 100 мм, плотностью

4 - кирпичная облицовка из сплошного глиняного обыкновенного кирпича толщиной 120 мм,

5 - штукатурка из поризованного гипсоперлитового раствора толщиной 8 мм,

Порядок расчета

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции равно

Согласно СНиП 23-02 (п.9.1, примечание 3) плоскость возможной конденсации в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя.

Сопротивление паропроницанию , ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию, определяемых по формулам (16) и (17) СНиП 23-02, приведенных ниже для удобства изложения:

; (Э.1)

, (Э.2)

где парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле

, (Э.3)

где - парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре принимается по приложению С настоящего Свода правил: при Па. Тогда при

- парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле

, (Э.4)

- парциальные давления водяного пара, Па, принимаемые по температуре в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов;

- 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 , соответствующие этим периодам, по формуле (74) настоящего Свода правил

, (Э.5)

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

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

- сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения, равное *;

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

- сопротивление теплопередаче ограждения, определенное ранее равным

*

_______________

* Единица измерения соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

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

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

зима (январь, февраль, декабрь):

=3 мес;

=[(-10,2)+(-9,2)+(-7,3)]/3=-8,9 °С;

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

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

=4 мес;

=[(-4,3)+4,4+4,3+(-1,9)]/4=0,6 °С;

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

лето (май - сентябрь):

=5 мес;

=(11,9+16+18,1+16,3+10,7)/5=14,6 °С;

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

По температурам () для соответствующих периодов определяем по приложению С парциальные давления () водяного пара: и по формуле (Э.4) определим парциальное давление водяного пара , Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции для соответствующих продолжительностей периодов .

=(337·3+698·4+1705·5)/12=1027 Па.

Сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, определяется по формуле (79).

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

=(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.9.1а)

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха берут определенную ранее продолжительность этого периода , сут, среднюю температуру этого периода

Температуру в плоскости возможной конденсации для этого периода определяют по формуле (80)

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

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

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

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

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

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

Определим по формуле (17) СниП 23-02

При сравнении полученного значения с нормируемым устанавливаем, что

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