Теплотехнический расчет ограждения
Рисунок 3.1 - Порядок расположения слоев в конструкции
|
Согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» [7] допускается использовать строительные ограждающие конструкции, с пониженным сопротивлением теплопередаче, при условии, что удельный расход тепла на отопление здания не превышает нормативного значения.
|
Определяем  для конструкции:
|
= 3,19  .
|
Температура воздуха в помещении:
|
tint=20 оC.
|
Температура наружного воздуха:
|
text = -30 оC.
|
Проверяем  исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий
|
 1,436 .
|
Согласно [7] (формула 8)
|
 3,19* 0,63 = 2,01 .
|
Принимаем наибольшее значение = 2,01 .
|
Определяем приведенное сопротивление конструкции:
  +R1+R2+R3+R4+ 
= 0,95*(1/8,7+0,005/0,19+0,35/0,16+0,005/0,76+0,02/0,19+1/23)=0,95*2,4=2,3 .
Коэффициент теплопередачи для глади ограждения
 1/2,484=0,402 
Для проверки условий конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения определяем температуру этой поверхности  . Для этого вычислим удельный тепловой поток, проходящий через ограждение при температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки tн5.
q = k(tint - tн5) =0,402. (20+30)=20,1 Вт/м2
 20-20,1/8,7=17,6 оC.
Точка росы при tint = 20 оC и  55 %; tр = 10,7 оC;
 > ; 17,6 > 10,7 оC.
Так как температура точки росы при заданных параметрах внутреннего воздуха меньше температуры внутренней поверхности конструкции, то конденсация влаги маловероятна.
Расчет влажностного режима ограждения
Определяем сопротивление паропроницанию конструкции согласно [7]
 ,
где n - число слоев ограждения: n=4;
 .
Согласно метода расчета влажностного режима ограждающих конструкций, приведенного в [8], определяем значения безразмерных переменных Xi и Yi на границах слоев по следующим формулам:
 
где Xi – безразмерное термическое сопротивление строительной конструкции до рассматриваемого сечения;
Yi – безразмерное сопротивление паропроницанию строительной конструкции до рассматриваемого сечения.
Сопротивления и безразмерные переменные заносим в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Сопротивления и безразмерные переменные
№ п/п
|
 
|
 
|
|
|
1
|
0,02
|
0,06
|
0,056
|
0,034
|
2
|
2,18
|
1,16
|
0,937
|
0,63
|
3
|
0
|
0,05
|
0,94
|
0,659
|
4
|
0,1
|
0,66
|
0,982
|
1
|
На рисунке 3.2 представлена зависимость безразмерного сопротивления паропроницанию Y от безразмерного термического сопротивления Х для рассматриваемой конструкции. Кривая Υн характеризует значения безразмерного сопротивления паропроницанию для состояния полного насыщения влажного воздуха водяным паром.
Рисунок 3.2 – Зависимость безразмерного сопротивления паропроницанию Y
от безразмерного термического сопротивления Х
Кривая Υн построена для значений температуры внутреннего воздуха
tint =20 оC и относительной влажности 55 % и наружного воздуха
 -13,5 оC ;  84 %.
 ,
где 
Пересечение линий Υ и Υн определяет область возможной конденсации водяного пара в толще ограждения. Плоскость возможной конденсации соответствует максимальному значению разности величин Υ - Υн внутри этой области.
Так как линии Y и Yн пересекаются, то имеет место конденсация водяного пара в толще рассматриваемой конструкции, поэтому необходимо выполнить расчет на влагонакопление.
Защита от переувлажнения ограждающих конструкций
Определяем температуру в зоне конденсации для трех периодов года:
а) зимний период  = 20-0,402∙(20+10,3) ∙(0,5) =13,4 оC;
б) переходный период  = 20-0,402∙(20-0,4) ∙(0,5)= 15,8 оC;
в) летний период  = 20-0,402∙(20-15,1) ∙ (0,5)= 18,9 оC.
Определяем значение упругости насыщенного водяного пара Е для трех периодов года по формуле: 
а) зимний период E1 = 1546,5 Па;
б) переходный период E2 = 1794,9 Па;
в) летний период E3 = 2191 Па.
Определяем упругость водяного пара в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации.
 , Па
где Z1, Z2, Z3 – продолжительность, мес., зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, соответственно
E = (1546∙4+1795∙2+2191,39∙6)/12 = 1910 Па.
Определяем фактическое сопротивление паропроницанию ( ) части ограждения между наружной поверхностью ограждения и плоскостью возможной конденсации.
= 1,95-1 = 0,89 м2чПа/мг.
Далее находим требуемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги в ограждении за годовой период эксплуатации:
 = (1285-1910) ∙0,9/(1910-713) = - 0,4 м2чПа/мг,
где eint – упругость водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и влажности этого воздуха;
еext – средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой
период, определяемая согласно [9].
Определяем фактическое сопротивление паропроницанию ( ) части ограждения между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью возможной конденсации.
= 1 м2чПа/мг;
>  ; 1 > -0,4 м2чПа/мг.
Определяем также требуемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения накопления влаги за период с отрицательными температурами
 , м2чПа/мг,
где Zо - продолжительность периода влагонакопления, сут., т.е. периода с отрицательными температурами;
А=1000 - переводной коэффициент;
 плотность материала изоляции кг/м2;
 толщина изоляции, м;
 предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале, %;
 .
Для определения Ео находим температуру наружной изоляции при средней температуре наружного воздуха
 = 20-0,402∙ (20+8,9) ∙ (0,5) = 13,7 оC;
E0 = 1576 Па;
 0,0024∙ (1576,8-310) ∙149/0,9 = 504,3;
 = 0,0024∙149∙ (1285-1576,8)/(800∙0,005∙5+504,3) = -0,2 м2чПа/мг;
> ; 1 > -0,2 м2чПа/мг.
Результаты расчетов влажностного режима ограждения показали, что фактическое сопротивление паропроницанию превышает требуемые значения. Следовательно, можно сделать вывод о нецелесообразности установки дополнительной пароизоляции, так как накопление влаги в период с отрицательными температурами наружного воздуха не происходит.
Заключение
На основании проведенного теплотехнического обследования строительных ограждающих конструкций жилого здания по адресу: Ставропольский район, село «Подстёпки», ул. Зелёная, д. 10, сделаны следующие выводы:
Наружные стены двухэтажного здания коттеджа, выполненные в виде кладки из керамзитобетонных камней производства ООО «Завод керамзитового гравия» на цементно-песчаном растворе соответствуют современным нормативным санитарно-гигиеническим и комфортным требованиям, а также условию энергосбережения для жилых зданий, строящихся на территории Самарской области.
Выполненный теплофизический расчет наружной стены здания коттеджа показал на отсутствие в ней конденсации водяного пара в зимний период эксплуатации здания.
Наружные стены, выполненные из керамзитобетонных камней производства ООО «Завод керамзитового гравия», обладают достаточной воздухопроницаемостью для обеспечения нормативного воздухообмена в жилых зданиях при применении естественной вытяжной вентиляции.
На основании вышеизложенного рекомендуется использовать керамзитобетонные камни производства ООО «Завод керамзитового гравия» для широкого применения при строительстве зданий и сооружений различного назначения.
Список использованных источников
Отраслевой стандарт ОСТ 26-2-74. Методы проверки теплозащитных качеств и воздухопроницаемости ограждающих конструкций в крупнопанельных зданиях. – М.: Строиздат, 1976. – 44 с.
Вытчиков, Ю.С. Повышение энергоэффективности реконструируемых жилых зданий / Ю.С. Вытчиков, И.Г. Беляков, Е.А. Белякова, С.Д. Славов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. – 2008. – № 1 (108).
– С 62-65.
ГОСТ 26629-85. Методы тепловизионного контроля качества теплоизоляционных ограждающих конструкций. – М.: Государственный комитет СССР по ценам строительства, 1986. – 14 с.
Техническое заключение по х/д № 4128 «Исследование теплофизических и звукоизоляционных характеристик керамзитобетонного камня производства ООО «Завод керамзитового гравия»». – Самара, СГАСУ, 2008. – 44 с.
ГОСТ 26254-84. Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. – М.: Государственный комитет СССР по ценам строительства, 1984. – 25 с.
ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. – М.: Госстрой России, 1996. – 30 с.
СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. – М.: Госстрой России, 2004. – 40 с.
Вытчиков Ю.С. Исследование влажностного режима строительных ограждающих конструкций с помощью метода безразмерных характеристик / Ю.С.Вытчиков, И.Г. Беляков // Известия вузов. Сер. Строительство, – Новосибирск, 1998. – №8 (476). – 28 с.
СНиП 23-01-99*. Строительная климатология. – М.: Госстрой России, 2003.
– 71 с.
|
