Вологісний режим приміщень будинків і споруд у зимовий період

Режим	Відносна вологість внутрішнього повітря , %, при температурі внутрішнього повітря (t в )
	до 120С	вище 12 до 24 0С	вище 24 0С
Сухий	до 60	до 50	до 40
Нормальний	вище 60 до 75	вище 50 до 60	вище 40 до 50
Вологий	вище 75	вище 60 до 75	вище 50 до 60

Умови, в яких експлуатуються будівельні конструкції, прийнято позначати буквами А і Б, які визначаються залежно від вологісного режиму експлуатації приміщень будинку та від зони вологості району будівництва. Територія України (див дод. 1) має дві зони вологості – суху (С) та нормальну (Н). При розрахунках опору теплопередачі огороджувальних конструкцій умови експлуатації приймаються залежно від вологісного режиму експлуатації приміщень згідно з табл. 2.

Таблиця 2

Вологісні умови експлуатації матеріалу в огороджувальних конструкціях

Вологісний режим приміщень	Умови експлуатації
сухий	А
нормальний	Б
вологий	Б

Нормативний опір теплопередачі огороджуючих конструкцій R_о^н встановлений для кожної з чотирьох температурних зон України (дод. 2). Границі температурних зон встановлені в залежності від середньої температури і тривалості опалювального сезону. Номери температурних зон для більшості міст України вказані в дод. 1.

Огороджувальні конструкції для нового будівництва, а також при реконструкції вже існуючих будівель, для підвищення захисних характеристик влаштовують їх утеплення. Товщину шару утеплювача δ_ут, необхідного для забезпечення нормативного опору теплопередачі R^н_о заданої конструкції зовнішньої стіни, можна визначити з умови

R_ст + δ_ут /λ_ут ≥ R^н_о , (2)

де R_ст - термічний опір заданої конструкції зовнішньої стіни, ^оС/Вт; - товщина шару утеплювача, м; λ_ут – коефіцієнт теплопровідності матеріалу утеплювача при відповідних умовах експлуатації, табл. 3.

Мінімально допустиме значення опору теплопередачі внутрішніх конструкцій (стіни, перекриття), що розмежовують приміщення з температурами повітря, які відрізняються більше ніж на 3⁰С та приміщень з поквартирним регулюванням теплоспоживання визначається за формулою:

, (3)

де t _в – розрахункова температура внутрішнього повітря, в приміщенні, для житлових будинків приймається t _в = 20 ^оС; t_з.- розрахункова температура зовнішнього повітря, ^оС приймається за дод. 1; α_в – коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні, приймається α_в=8,7 Вт/(м^2оС); Δt_сг – допустима за санітарно-гігієнічними вимогами різниця між температурами внутрішнього повітря і внутрішньої поверхні зовнішньої конструкції. Значення Δt_сг можна приймати за табл. 4.

Таблиця 3

Розрахункові теплофізичні характеристики теплоізоляційних будівельних матеріалів

Матеріал	Густина в сухому стані, , кг/м3	Теплопровідність, λ Вт/моС), в умовах експлуатації		Примітки
		А	Б
Плити з мінеральної вати на синтетичному зв’язуючому	75 125	0,055 0,060	0,062 0,070	Товщина плит 20…70 мм
Мати мінеральні прошивні будівельні	70 95	0,049 0,053	0,054 0,059	Рулон шириною 1,2 м довжиною 12 м товщиною 35 і 50мм
Плити із скляного штапельного волокна; ISOVER	20 80	0,043 0,042	0,047 0,049	Плити 600х600мм товщиною 30 мм; 800х800мм товщиною 60 мм
Теплоізоляційні плити ROKWOOL	50	0,058	0,064
Плити з пінополістиролу	25 50	0,043 0,040	0,053 0,045	Товщина плит 10…60 мм
Гравій керамзитовий	200	0,11.	0,12

Таблиця 4

Допустима різниця температур Δt_сг , ⁰С.

Призначення будинку	Огороджувальна конструкція
	стіни	перекриття горища	перекриття над підвалом
житлові, школи	4,0	3,0	2,0
громадські, адміністративні	5,0	4,0	2,5

Приклад 1. Підібрати зовнішні огороджуючі конструкції 5-ти поверхового житлового будинку в м. Житомирі. Зовнішні стіни будинку складено із керамічної пустотної цегли на цементно-пісчаному розчині товщиною 525 мм, внутрішні стіни та перегородки - бетонні, підлога - паркетна.

Вихідні дані для заданого району будівництва (за дод. 1):

Температура найхолоднішої п’ятиденки t _з = - 22 ^оС;

Температурна зона І;

Зона вологості С (суха).

За табл. 1 прийнято нормальний вологісний режим в приміщеннях будинку в холодний період у відповідності до відносної вологості та температури внутрішнього повітря. Тоді за табл. 2 визначено - умови експлуатації огороджувальних конструкцій Б.

Зовнішні стіни.

Опір теплопередачі заданої конструкції стіни будинку в умовах експлуатації Б становить R_ст=0,97 м^{2 о}С/Вт (дод. 3). Потрібно перевірити відповідність опору теплопередачі даної конструкції стін вимогам норм, і при необхідності визначити товщину шару утеплювача δ_ут (рис. 1) для забезпечення виконання цих вимог.

Рис. 1. Схема зовнішньої стіни будинку з утепленням

Згідно з дод. 2 нормативний опір теплопередачі стін в температурній зоні, де знаходиться район будівництва, R^н_о = 2,8 м^{2 о}С/Вт.

За умови (2) опір теплопередачі стіни з утепленням повинен бути не меншим н ормативного.

Товщина шару утеплювача (пінополістирол, за умов експлуатації Б λ_ут = 0,045 Вт/м^оС, табл.3) розраховується за формулою δ_ут = λ_ут (R^н_о - R_ст)= 0,045(2,8 - 0,97)= 0,082 м. Округляємо отримане значення товщини шару утеплювача до більшого значення кратного 10мм (δ_ут = 0,09 м ) і знаходимо повний опір теплопередачі зовнішньої стіни з утеплювачем із пінополістиролу R_о = R_ст + δ_ут / λ_ут = 0,97 + 0,09/0,045 = 2,97 м^{2 о}С/Вт, значення якого використовуємо в подальших розрахунках.

Горищне перекриття.

Нормативний опір теплопередачі перекриття R^н_о = 3,3 м^{2 о}С/Вт (за дод. 2). Для виконання вимоги (1) за дод. 5 приймаємо тришарову панель з важкого бетону з утеплювачем із мінераловатних плит товщиною 370/200 в якої R_о = 2,23 м^{2 о}С/Вт. Товщину додаткового шару утеплювача (плити з мінеральної вати на синтетичному звязуючому, за умов експлуатації Б λ_ут = 0,062 Вт/м^оС, табл.3) розраховується за формулою δ_ут = λ_ут (R^н_о - R_ст)= 0,062(3,3 - 2,23)= 0,066 м. Округляємо отримане значення товщини шару утеплювача до більшого значення кратного 10мм (δ_ут = 0,07 м ) і знаходимо повний опір теплопередачі перекриття з додатковим утепленням R_о = R_ст + δ_ут / λ_ут = 2,23 + 0,07/0,062 = = 3,36 м^{2 о}С/Вт, значення якого використовуємо в подальших розрахунках.

Перекриття над неопалюваним підвалом, розташованим нижче рівня землі.

Нормативний опір теплопередачі перекриття R^н_о = 2,5 м^{2 о}С/Вт (за дод. 2). За дод. 4 використовуємо таку конструкцію перекриття: паркет товщиною 17 мм на мастиці, стяжка з легкого бетону товщиною 50 мм, гідроізоляція, утеплювач із пінополістеролу, пароізоляція, багатопустотна залізобетонна панель товщиною 220 мм опір теплопередачі R_о = = 2,61 м^{2 о}С/Вт. Відмітимо, що для перекриттів над підвалом приймаються умови експлуатації Б.

Вікна та балконні двері.

Нормативний опір теплопередачі вікон та балконних дверей становить R^н_о = 0,5 м^{2 о}С/Вт (дод. 2)..

За дод. 5 приймаємо віконні блоки із ПВХ з однокамерними склопакетами з тепловідбиваючим покриттям - R_о = 0,51 м^{2 о}С/Вт.

Вхідні двері сходової клітки.

Нормативний опір теплопередачі вхідних становить R^н_о = 0,44 м^{2 о}С/Вт (дод. 2).

За дод. 7 приймаємо дерев’яні подвійні двері, опір теплопередачі яких R_о = 0,43 м^{2 о}С/Вт, тобто менший нормативного. Тому необхідно передбачити додаткову теплоізоляцію дверей шаром войлоку або іншого утеплюючого матеріалу з тим, щоб підвищити опір теплопередачі до нормативного.

Результати розрахунків та підбору огороджуючих конструкцій зводяться в таблицю (табл.5).

Таблиця 5

Характеристики огороджуючих конструкцій житлового будинку

Огороджуюча конструкція	Опір теплопередачі, м2 оС/Вт		Коефіцієнт теплопередачі, к =1/Rо, Вт /м2 оС	Товщина конструкції, мм
	Rно	Rо
Зовнішня стіна	2,8	2,97	0,34	533
Горищне перекриття	3,3	3,36	0,30	640
Перекриття над підвалом	2,5	2,61	0,38	297
Вікна та балконні двері	0,5	0,51	1,96	-
Вхідні двері сходової клітки	0,44	0,44	2,27	-

2. Розрахунок тепловтрат приміщень

та потужності системи опалення

Втрати теплоти розраховуються для кожного приміщеннями будинку (Q_л) за формулою:

Q_л = Q₀ + Q_в (4)

де Q₀ – втрати теплоти через зовнішні огородження, Вт; Q_в – витрата теплоти на нагрівання вентиляційного повітря, Вт.

Тепловтрати через зовнішні огородження визначаються за формулою:

Q₀ = к А (t _в - t _з ) n (1+ ∑β), (5)

де к = 1/ R_о – коефіцієнт теплопередачі зовнішніх огороджень (табл. 4), Вт /м^{2 о}С; А – розрахункова площа огородження, м², яка визначається за схемою, наведеною на рис.2; t _в – розрахункова температура внутрішнього повітря в приміщенні ^оС (житлова кімната - t _в = 20 ^оС, кухня – t _в = 16 ^оС, сходова клітка – t _в = 16 ^оС); t_з.– розрахункова температура зовнішнього повітря, ^оС (за дод. 1); n – коефіцієнт, що враховує зменшення розрахункової різниці температур (t_{6 -} t_з) для огороджень, які безпосередньо зовнішнім повітрям не обдуваються, приймається за табл. 6.

Таблиця 6