Задание 3

Определить достаточность сопротивления паропроницанию слоистой кирпичной стены, состоящей из:

1 слой – кирпичной кладки δ=510мм.

2 слой – пенополистирольного утеплителя δ=150мм.

3 слой – кирпичной кладки δ=120мм.

Характеристика материалов:

Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе, γ₀=1800 кг/м³

2. Пенополистирол, γ₀=100 кг/м³ .

Исходные данные

Место строительства – г. Ярославль.

Зона влажности – Нормальная.

Продолжительность отопительного периода zht =221 суток;

Средняя расчетная температура отопительного периода tht = - 4,0°С ;

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92 – t_ext = -31°С.

Температура внутреннего воздуха tint = 21°С.

Влажность воздуха φ =55%.

Влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции α_int=8,7 Вт/(м²∙°с).

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции α_ext=23 Вт/(м²∙°с).

Таблица 3.2

№ п/п	Наименование материала	Плотность, γ (кг/м3)	Толщина слоя, δ (м)	Коэф. теплопро- водности, λ Вт/(м·°С)	Сопро- тивление, R,м²·С/Вт	Паропра- ницаемости μ, мг/м·ч·Па
1	Кирпичная кладка на цементно-песчаном растворе	1800	0,51	0,81	0,629	0,11
3	Пенополистирол	100	0,15	0,052	2,884	0,05
4	Кирпичная кладка на цементно-песчаном растворе	1800	0,12	0,81	0,148	0,11

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции равно

_{EMBED Equation.3} = _{EMBED Equation.3} м²·°С/Вт.

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

Сопротивление паропроницанию , м2 х ч х Па/мг, 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:

; (1);

, (2);

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

, (3);

- парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре = 21 °С = 2488 Па. Тогда при = 55% = (55/100) х 2488 = 1368 Па;

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

, (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

, (5);

где - расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая для жилого здания в Ярославле равной 21 °С;

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

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

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

- сопротивление теплопередаче ограждения, определенное ранее равным

= 3,819 м2 х °С х Вт.

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

= 0,51/0,81 + 0,15/0,052 = 3,513 (м2 х °С)/Вт.

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

зима (январь, февраль, март, декабрь):

= 4 мес;

= [(-11,9) + (-10,7) + (-5,1) + (-8,1)]/4= -8,95 °С;

= 21 - (21 + 8,95)(0,115 + 3,513)/3,819 = -7,5 °С;

весна - осень ( апрель, октябрь, ноябрь):

= 3 мес;

= [3,7 + 3,4 + (-2,7)]/3 = 1,5 °С;

= 21 - (21 – 1,5)(0,115 + 3,513)/3,819 = 2,5 °С;

лето (май - сентябрь):

= 5 мес;

= (10,9 + 15,7 + 17,6 + 16,0 + 10,0)/5 = 14,04 °С;

= 21 - (21- 14,04)(0,115 + 3,513)/3,819 = 14,4 °С.

По температурам (, , ) для соответствующих периодов определяем давления (, , ) водяного пара: = 321 Па, = 732 Па, = 1640 Па и по формуле (4) определим парциальное давление водяного пара E, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции для соответствующих продолжительностей периодов , , .

E = (321 х 4 + 732 х 3 + 1640 x 5)/12 = 973 Па.

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

= 0,12/0,11 = 1,09 м2 х ч х Па/мг.

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

= (217+241+402+796+1304+1784+2012+1817+1228+780+484+304)/12 = 947 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)

= (1368 - 973)1,09/(973 - 947) = 1,65 м2 х ч х Па/мг.

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 , °С: = 151 сут, = -7,7 °С.

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

= 21 - (21 + 7,7)(0,115 + 3,513)/3,819 = -6,2 °С.

Парциальное давление водяного пара , Па, в плоскости возможной конденсации при = -6 °С равным = 363 Па.

Согласно СНиП 23-02 в многослойной ограждающей конструкции увлажняемым слоем является утеплитель, плотностью =100кг/м3 при толщине =0,1м. 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 = 329 Па.

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

= 0,0024(363 - 329)151/1,09 = 11,3.

Определим по формуле (17) СНиП 23-02

= 0,0024 х 151(1368 - 363)/(100 х 0,1 х 25 + 11,3) =

= 0,12 м2 х ч х Па/мг.

Согласно указаниям п.9.1/6/ определяем сопротивление паропроницанию R_vp в пределах от внутренней поверхности ограждающей конструкции до плоскости возможной конденсации

R_vp=0,51/0,11 + 0,15/0,05 = 7,6 м²*ч*Па/мг.

Вывод: В связи с тем, что сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью возможной конденсации R_vp=7,6м²*ч*Па/мг выше нормируемых значений R_vp1 и R_vp2, соответственно равные 1,65 и 0,12м²*ч*Па/мг, следовательно рассматриваемая ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям СНиП 23-02-03 «Тепловая защита зданий» по условиям паропроницанию.