Методическое пособие_теплотехнический расчет

При расчёте приведённого сопротивления теплопередаче фрагмента стены, конструкция окна не учитывается.

Приведённое сопротивление теплопередаче фрагмента стены составит

Таким образом, так как

3,856 3,83, то усло-

вие превышения фактического приведённого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции над нормируемым значением выполняется.

Санитарно-гигиенические требования к ограждающим конструкциям.

Температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающей конструкции, а также температура на внутренней поверхности ограждающей конструкции в месте теплопроводного включения, которая должна быть выше температуры точки росы являются вторым показателем (санитарно-гигиеническим) тепловой защиты здания.

Ограничение температуры на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Свойства воздуха таковы, что при более высокой температуре в единице объема воздуха может содержаться большее количество влаги в виде водяного пара.

Водяной пар, находящийся в воздухе может быть измерен в абсолютных единицах – в граммах на кубический метр (г/м3). Эту величину называют также абсолютной влажностью. В некоторых случаях влажность воздуха удобней выражать в %, то есть знать относительную влажность данного воздуха. Относи-

21

тельная влажность – это отношение количества водяного пара, находящегося в воздухе в данный момент к максимально возможному количеству водяного пара, которое может находиться

ввоздухе при данной температуре.

Внекоторых случаях, при наличии в ограждающих конструкциях теплопроводных включений (мостиков холода), на внутренней поверхности ограждающей конструкции возможно появление сконденсированной влаги из воздуха. Температура, при которой воздух будет достигать полного насыщения водяными парами (то есть относительная влажность будет равна 100%), называется температурой точки росы. В случае если температура на внутренней поверхности ограждающей конструкции

вместе теплопроводного включения будет ниже температуры точки росы, то в этом локальном месте ограждающей конструкции будет происходить намокание внутренних отделочных слоев, образование плесени и создание дискомфортных условий для проживания, что не допускается действующими нормами по тепловой защите зданий.

Температура точки росы зависит от температуры внутреннего воздуха и его относительной влажности. Температура точки росы определяется по приложении Р СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Пример расчета температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции по теплопроводному включению для оценки вероятности образования конденсата (для условий города Томска).

Температуру внутренней поверхности по стеклопластиковым теплопроводным включениям допускается определять по

формуле 27 СП 23-101-2004:
[	]

где – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, принимаемый согласно таблице 6 СНиП 23-02-2003 с учетом примечания к этой таблице;

22

– расчетная температура внутреннего воздуха,

, при-

нимаемая согласно указаниям 5.2 СП 23-101-2004;

– расчетная температура наружного воздуха,

, при-

нимаемая согласно указаниям 5.1 СП 23-101-2004.

– коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности

ограждающих конструкций,

принимаемый по таб-

лице 7 СНиП 23-02;

– сопротивление теплопередаче по сечению огражда-

ющей конструкции,

, вне

места теплопроводного

включения, определяемое по формуле

Рисунок 6. К расчету температуры внутренней поверхности по теплопроводному включению.

По таблице 10 СП 23-101-2004 определяем коэффициент для температуры внутренней поверхности в зоне теплопровод-

23

ных включений. Руководствуемся схемой теплопроводных

включений V,

при

,

где

– толщина внут-

реннего слоя конструкции, м;

–

толщина наружного слоя

конструкции, м;

при

, где

– диаметр стержня,

принимаем конструктивно 5 мм;

– теплопроводность кир-

пичного слоя

;

– теплопроводность утеплителя

;– общая толщина стеновой конструкции, м. Для

промежуточных значений				коэффициент	следует опреде-
лять интерполяцией. Принимаем коэффициент					.
[		]
Согласно приложению Р СП 23-101-2004, температура
точки росы для сочетания температуры					и относи-
тельной влажности				воздуха в	помещении
.
Так как				, следовательно, усло-

вие не выпадения конденсата на внутренней поверхности стеновой панели, в месте теплопроводного включения, соблюдается.

Ограничение температуры на внутренней поверхности

ограждающей конструкции
Расчетный температурный перепад	, , между темпе-

ратурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин , , установленных в таблице 5 СНиП 23-02-2003, и определяется по формуле

где – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по от-

24

ношению к наружному воздуху и приведенный в таблице 6

СНиП 23-02-2003;

– расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, ;

– расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, , для всех зданий, кроме производственных зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

– приведенное сопротивление теплопередаче огражда-

ющих конструкций,		;
– коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности
ограждающих конструкций,			, принимаемый по таб-
лице 7 СНиП 23-02-2003.
Нормируемый температурный перепад для наружных стен
жилых зданий	. Таким образом,

.

Таким образом, требования СНиП 23-02-2003 выполнены.

Расчёт паропроницаемости ограждающих конструкций

В холодный период года, температура в помещении значительно выше, чем температура наружного воздуха. Помня о том, что максимальное влагосодержание более теплого воздуха выше, чем холодного, мы имеем ограждающую конструкцию, которая разделяет две воздушные среды не только с разными температурами, но и с разными упругостями водяного пара (парциальными давлениями). При этом возникает диффузия водяного пара изнутри здания наружу. В некоторой плоскости ограждающей конструкции водяной пар достигнет полного насыщения и в толще стены (в многослойных ограждающих конструкциях – в теплоизоляционном слое) будет образовываться конденсат. Эта плоскость называется плоскостью возможной конденсации и она

25

перемещается в толще ограждающей конструкции при изменении температуры наружного воздуха. В расчетах на паропроницаемость принимается, что плоскость возможной конденсации располагается на наружной поверхности теплоизоляционного слоя.

Влага, накопившаяся за холодный период года в ограждающей конструкции должна высохнуть за теплый период года для обеспечения нормального влажностного режима ограждающей конструкции. В случае отсутствия такого высыхания часть влаги останется в ограждающей конструкции до следующего холодного периода. И таким образом, через несколько лет эксплуатации отдельные части ограждающей конструкции утратят свои теплоизоляционные свойства, произойдет промерзание и возможно частичное разрушение ограждающей конструкции.

Для обеспечения нормального влажностного режима ограждающей конструкции необходимо, чтобы часть ограждающей конструкции, расположенной между внутренней поверхностью и теплоизоляционным слоем имело сопротивление прохождению водяных паров через свою толщу в несколько раз больше, чем часть ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и теплоизоляционным слоем. Сопротивление прохождению водяных паров через толщу ограждения называется сопротивлением паропроницанию ограждающей конструкции, имеет размерность .

Физический смысл: сопротивление паропроницанию численно равно разности парциальных давлений между внутренней и наружной стороной ограждающей конструкции, которое необходимо создать, чтобы через 1 м2 за один час проходил поток пара в 1 мг.

Сопротивление паропроницанию однородного слоя многослойной ограждающей конструкции или однослойной ограждающей конструкции определяется по формуле

26

– толщина слоя, м,

где

– расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя, , определяемый по приложению Д СП 23- 101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

В том случае, если сопротивление паропроницанию внутренних слоев стены или другого ограждения имеет недостаточную величину и будет нарушен нормальный влажностный режим, применяется пароизоляция. В качестве пароизоляции применяются специальные рулонные материалы, имеющие высокое сопротивление паропроницанию. Пароизоляция размещается на внутренней поверхности утеплителя, либо на внутренней поверхности ограждения (в помещениях с высокой влажностью).

Пример расчета фактического сопротивления паропроницанию наружной ограждающей конструкции и сравние с нормируемыми сопротивлениями паропроницанию.

Рисунок 7. К расчету сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции.

Сопротивление паропроницанию стеновой конструкции (в пределах от внутренней поверхности до

27

плоскости возможной конденсации) должно быть не менее наибольшего из следующих нормируемых сопротивлений паропроницанию:

а) нормируемого сопротивления паропроницанию , из

условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации;

б) нормируемого сопротивления паропроницанию из

условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха:

и

Определяем нормируемое сопротивление паропроница-

нию:

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

				,
где	– парциальное давление насыщенного водяного
пара, , при температуре		, принимается по таблице С2 при-
ложения С, СП 23-101-2004;
–	относительная влажность внутреннего воздуха, ,

принимаемая для различных зданий в соответствии с примечанием к п.5.9 СНиП 23-02-2003;

(		)
– сопротивление паропроницанию,			, ча-

сти ограждающей конструкции, расположенной между наруж-

28

ной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации, определяемое по формуле;

,

где – толщина наружного слоя ограждающей конструкции, м;

– расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей конструкции, , принимаемый по приложению Д СП 23-101-2004,

,

– среднее парциальное давление водяного пара

наружного воздуха,	, за годовой период, определяемое по
таблице 5а.
– парциальное давление водяного пара,		, в плоско-

сти возможной конденсации, за годовой период эксплуатации:

где – продолжительность, мес., зимнего, весен- не-осеннего и летнего периодов согласно таблицы 3 СНиП 23- 01-99;

, , – парциальное давление водяного пара, (Па), принимаемое по температуре в плоскости возможной конденсации, определяемой по средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов.

Предварительно по СНиП 23-01-99 устанавливаем продолжительность и среднюю температуру периодов:

а) к зимнему периоду относятся температуры ниже Для г. Томска 5 месяцев: январь, февраль, март, ноябрь, декабрь,

т.е.,

29

б) к весенне-осеннему периоду относятся температуры от до . Для г.Томска 2 месяца: апрель, октябрь.

в) к летнему периоду относятся температуры выше	.
Для г.Томска 5 месяцев: май, июнь, июль, август, сентябрь.

Температуру в плоскости возможной конденсации определяем по формуле

∑

где – сопротивление теплопередаче ограждения,

∑

∑ – термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации,

Температура в плоскости возможной конденсации для каждого периода составит:

-для зимнего периода:

(								)

-для весенне-осеннего периода:

-для летнего периода:

30