Записки проектировщика

В рамках данной статьи рассмотрим пример расчёта паропроницаемости стены по СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий, а именно нормируемое сопротивление теплопередаче, расчёт паропроницаемости и точки росы.

Пример расчёта нормируемого сопротивления теплопередаче стены

1. Введение:

Расчет произведен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.

СП 131.13330.2012 Строительная климатология.

СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий

2. Исходные данные:

Район строительства: Москва

Относительная влажность воздуха: φ_в=60%

Тип здания или помещения: Жилые

Вид ограждающей конструкции: Наружные стены с вентилируемым фасадом

Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания: t_в=20°C

3. Расчет:

Согласно таблицы 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего воздуха здания t_int=20°C и относительной влажности воздуха φ_int=60% влажностный режим помещения устанавливается, как нормальный.

Определим базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче Ro^тр исходя из нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередаче(п. 5.2) СП 50.13330.2012) согласно формуле:

Ro^тр=a·ГСОП+b

где а и b— коэффициенты, значения которых следует приниматься по данным таблицы 3 СП 50.13330.2012 для соответствующих групп зданий.

Так для ограждающей конструкции вида- наружные стены с вентилируемым фасадом и типа здания -жилые а=0.00035;b=1.4

Определим градусо-сутки отопительного периода ГСОП, ⁰С·сут по формуле (5.2) СП 50.13330.2012

ГСОП=(t_в-t_от)z_от

где t_в-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C

t_в=20°C

t_от-средняя температура наружного воздуха,°C принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более8 °С для типа здания — жилые

t_ов=-2.2 °С

z_от-продолжительность, сут, отопительного периода принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С для типа здания — жилые

z_от=205 сут.

Тогда

ГСОП=(20-(-2.2))205=4551 °С·сут

По формуле в таблице 3 СП 50.13330.2012 определяем базовое значение требуемого сопротивления теплопередачи Ro^тр (м²·°С/Вт).

Ro^норм=0.00035·4551+1.4=2.99м²°С/Вт

Поскольку населенный пункт Москва относится к зоне влажности — нормальной, при этом влажностный режим помещения — нормальный, то в соответствии с таблицей 2 СП50.13330.2012 теплотехнические характеристики материалов ограждающих конструкций будут приняты, как для условий эксплуатации Б.

Схема конструкции ограждающей конструкции следующая:

1.ТЕХНОНИКОЛЬ ТЕХНОВЕНТ СТАНДАРТ, толщина δ₁=0.15м, коэффициент теплопроводности λ_Б1=0.039Вт/(м°С), паропроницаемость μ₁=0.3мг/(м·ч·Па)

2.Железобетон (ГОСТ 26633), толщина δ₂=0.3м, коэффициент теплопроводности λ_Б2=2.04Вт/(м°С), паропроницаемость μ₂=0.03мг/(м·ч·Па)

Условное сопротивление теплопередаче R₀^усл, (м²°С/Вт) определим по формуле E.6 СП 50.13330.2012:

R₀^усл=1/α_int+δ_n/λ_n+1/α_ext

где α_int — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²°С), принимаемый по таблице 4 СП 50.13330.2012

α_int=8.7 Вт/(м²°С)

α_ext — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, принимаемый по таблице 6 СП 50.13330.2012

α_ext=12 Вт/(м²°С) -согласно п.3 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для наружных стен с вентилируемым фасадом.

R₀^усл=1/8.7+0.15/0.039+0.3/2.04+1/12

R₀^усл=4.19м²°С/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче R₀^пр, (м²°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23-101-2004:

R₀^пр=R₀^усл ·r

r-коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений

r=0.75

Тогда

R₀^пр=4.19·0.75=3.14м²·°С/Вт

Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R₀^пр больше требуемого R₀^норм(3.14>2.99) следовательно представленная ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.

пример расчёта паропроницаемости стены

Согласно п.8.5.5 СП 50.13330.2012 плоскость максимального увлажнения находиться на поверхности выраженного теплоизоляционного слоя №1 ТЕХНОНИКОЛЬ ТЕХНОВЕНТ СТАНДАРТ термического сопротивление которого больше 2/3 R₀^усл ( R₁=3.85м²·°С/Вт, R₀^усл=3.14м²·°С/Вт)

Плоскость возможной конденсации располагается на наружной поверхности утеплителя. Влагонакопление невозможно.

Расчет распределения парциального давления водяного пара по толще стены и определение возможности образования конденсата в толще стены(пример расчета точки росы)

Для проверки конструкции на наличие зоны конденсации внутри стены определяем сопротивление паропроницанию стены Rn по формуле (8.9) СП 50.13330.2012(здесь и далее сопротивлением влагообмену у внутренней и наружной поверхностях пренебрегаем).

Rn=0.15/0.3+0.3/0.03=10.5 м²·ч·Па/мг.

Определяем парциальное давление водяного пара внутри и снаружи стены по формуле(8.З) и (8.8) СП 50.13330.2012

t_в=20°С; φ_в=60%;

e_в=(60/100)×2338=1389Па;

t_н=-7.8°С

где t_н-средняя месячная температура наиболее холодного месяца в году принимаемая по таблице 5.1 СП 131.13330.2012.

φ_н =83%;

где φ_н-cредняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, принимаемая по таблице 3.1 СП 131.13330.2012.

e_н=(83/100)×1,84·10¹¹exp(-5330/(273+(-7.8))=286Па

Определяем температуры t_i на границах слоев по формуле (8.10) СП50.13330.2012, нумеруя от внутренней поверхности к наружной, и по этим температурам — максимальное парциальное давление водяного пара Е_iпо формуле (8.8) СП 50.13330.2012:

t₁=20-(20-(-7.8))·(0.115)·0.75/3.14=19.2°С;

e_в1=1,84·10¹¹exp(-5330/(273+(19.2))=2202Па

t₂=20-(20-(-7.8))·(0.115+0.15)·0.75/3.14=18.2°С;

e_в2=1,84·10¹¹exp(-5330/(273+(18.2))=2069Па

t₃=20-(20-(-7.8))·(0.115+4)·0.75/3.14=-7.3°С;

e_в3=1,84·10¹¹exp(-5330/(273+(-7.3))=357Па

Рассчитаем действительные парциальные давления e_i водяного пара на границах слоев по формуле

e_i = e_в-(е_в-е_н)∑R/R_n

где ∑R — сумма сопротивлений паропроницанию слоев, считая от внутренней поверхности. В результате расчета получим следующие значения:

e₁=1389Па

e₂=1389-(1389-(286))·(10)/10.5=338.5Па;

e₃=286Па

– – – – распределение действительного парциального давления водяного пара e

–––––– распределение максимального парциального давления водяного пара Е

Вывод: Кривые распределения действительного и максимального парциального давления не пересекаются. Выпадение конденсата в конструкции стены невозможно.

Пример расчёта паропроницаемости стены выполнен в этом программном обеспечении.