2.4. Проверка конструкции ограждения на паропроницаемость

Воздух в помещениях зимой обычно более влажный, чем наружный. Вследствие разности парциальных давлений водяных паров и температуры внутреннего и наружного воздуха, а также из-за воздухопроницаемости конструкций, происходит перенос влаги через ограждения. Порой это приводит к накоплению влаги внутри конструкции. Увлажнение материала ограждения приводит к увеличению теплопроводности конструкции и перерасходу тепловой энергии системами отопления. Кроме того, сырые конструкции ухудшают санитарно-гигиенические условия в помещениях, а их промерзание может вызвать разрушение стен.

В соответствии с сопротивление паропроницанием, R_пв, м² ч Па/мг, ограждающей конструкции в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации должно отвечать неравенству

R_п.в.>R^тр_n1>R^тр_n2 (2.22).

где: R^тр_n1, м² ч Па/мг - требуемого сопротивления паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги в ограждении за годовой период их эксплуатации. Значение этого сопротивления определяется из формулы

Если е_в < Е то R^тр_n1=0; поэтому е_в= 996,6 < Е=1760,425 и R^тр_n1=0

R^тр_n2 м² ч Па/мг - требуемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в ограждении за период с отрицательными среднемесячны­ми температурами наружного воздуха. Величина этого сопротивления вычисляется по формуле

R^тр_n2 = 0,0024Z0 (е_в – Е₀)/(υ*δ_м *∆W_ср +η ) (2.24)

R^тр_n2=0,0024*60*(996,6-549,93)/60*0,03*25+12,315)=11,22

В формулах 2.23 и 2.24 приняты следующие обозначения:

е_в - упругость водяных паров внутреннего воздуха, Па, определяемая по формуле 2.15. е_в.= 996,6,Па.

R _п.н - сопротивление паропроницанию, м² ч Па/мг, части ограждения, расположенной между наружной поверхностью конструкции и плоскостью возможной конденсации. Значение этого сопротивления определяется из выражения

R _п.н =Σ(δ_і/µ_і) (2.25)

R _п.н=0,1/0,09=1,11

где: µ_i,δ_і - соответственно, коэффициенты паропроницаемости каждого слоя и его толщина, начиная от наружной поверхности до плоскости возможной конденсации;

е_н - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, для города Ужгород е_н= 8200Па.

Z₀- продолжительность периода влагонакопления, в сутках, которая принимается равной периоду с отрицательными среднемесячными температурами наружною воздуха. Z₀= 60 суток.

Е₀ - упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации, которая определяется при средней температуре наружного воздуха, t_н.о за периоде отрицательными среднемесячными температурами.

t_н.о=-1,9 а значение Е₀ из формулы (2.14).

Е₀ = 479+(11,5+ 1,62 t_н.о )² (2.14)

Е₀=479+(11,5+1,62*(-1,9))²=549,93

ρ_о - плотность материала теплоизоляции кг/м³ ρ_о= 60.

δ_м - толщина теплоизоляции, м. δ_м = δ_опт = 0,03 м.

∆W_ср - предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале теплоизоляции, %, за период влагонакопления, для пенополиуретана ∆W_ср = 25,0;

Е — упругость водяных паров, Па, в плоскости возможной конденсации паров за годовой период эксплуатации ограждения. Её значение определяем из зависимости

Е = (Е₁Z₁+E₂Z₂+Е₃Z₃) /12 ( 2.26)

где Е₁, Е₂, Е₃, - упругости водяных паров, Па, соответственно зимнего, весенне- осеннего и летнего периодов года. Значения упругости водяных паров в плоскости возможной конденсации определяем по температуре наружного воздуха, t_і, в соответствующий период года;

Z₁, Z₂, Z₃, - продолжительность месяцев зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов. Для Ужгорода Z₁=- ; Z₂=5; Z₃=7; и значения средней температуры наружного воздуха, t_і, по периодам года

t₁=- ; t₂=1,5; t₃=15,8;

Температура в плоскости возможной конденсации, τ_і определяется по формуле

τ_і = t_в - (1/α_в+Σδ_і/λ_і)*( t_в- t_і)/R_опт (2.27)

τ₁=20-(1/8,7+(0,03/0,21+0,01/0,65+0,02/0,041)*(18-0)/1,34=7,82

τ₂=20-(1/8,7+(0,03/0,21+0,01/0,65+0,02/0,041)*(18-1,5)/1,34=8,83

τ₁=20-(1/8,7+(0,03/0,21+0,01/0,65+0,02/0,041)*(18-15,8)/1,34=18,51

Для летнего периода года температуру в плоскости возможной конденсации следует принимать не ниже средней температуры наружного воздуха, а упругость водяных паров внутри помещения, е_в не ниже средней упругости водяных паров наружного воздуха за этот период.

Определяем упругость водяных паров в плоскости возможной конденсации по периодам года.

Е₁=479+ (11,5+ 1,62* 7,82)²= 1063,11

Е₂= 479+ (11,5+ 1,62* 8,83)²= 1144,88

Е₃= 479+(11,5+ 1,62* 18,51)²=2200,1

тогда, значение среднегодовой упругости водяных паров определится из формулы 2.26, как

Е= (1063,4*0+1144,88*5+2200,1*7)/12= 1760,425

η - коэффициент, который определяем по формуле

η= 0,0024(Е₀-е_н.о)Z₀/R _п.н (2.28)

где; е _н.о - средняя упругость водяных паров наружного воздуха за период с отрицательными среднемесячными температурами. е _н.о= 455 Па

η=0,0024(549,93-455)*60/1,11=12,315

Определяем сопротивление паропроницанию части стены, расположенной между внутренней ее поверхностью и плоскостью возможной конденсации, R_п.в, м² ч Па/мг.

R_п.в =Σδ_і / µ_і+(1-φ/100) (2.29)

R_п.в=0,03/0,075+0,1/0,090+0,03/0,05+0,4=2,5

R_п.в > R^тр_n1> R^тр_n2 То есть, сопротивление паропроницанию внутренней конструкции стены, согласно формулы 2.22, удовлетворяет требованиям СНиП И-3-79**.

Для выполнения требований необходимо увеличить сопротивление паропроницанию путем установки перед теплоизоляцией пароизоляционного слоя с общим сопротивлением, ∆R,м² ч Па/мг. Значение сопротивления дополнительного слоя пароизоляции определяется из формулы

∆R = R^тр_n2 - R_п.в (2.30)

∆R=11,22-2,5=8,72

По значению ∆R подбираем пароизоляцию в виде полиэтиленовой пленки. Сопротивление паропроницанию одного слоя этой пленки толщиной δ_п.и=0,16 мм, r, равно 7.3 м² ч Па/мг . Для обеспечения ∆R необходимо установить перед теплоизоляцией n слоев пленки

n = ∆R/r = 8,72/7,3=1,2 ≈ 2

Тогда общая толщина пароизоляции δ_п.и= n₂*δ_п.и =2 * 0,16 =0,032мм.