Материал слоя
|
№ позиции По прил. 3
|
Плотность ρо,
кг/м3
|
Коэффициенты
|
1.
|
1.
|
1.
|
Теплопроводности λ,
Вт/(м*К)
|
Теплоусвоение S
В m/(м2*К)
|
Паропроницание µ, мг/(м*ч*па)
|
Штукатурка известково-песчаная
|
I-Д-73
|
1600
|
0,70
|
8,69
|
0,12
|
Бетон на вулканическом шлаке
|
I-Б-12
|
1600
|
0,64
|
9,20
|
0,075
|
пенопласт
|
IV-Б-146
|
100
|
0,05
|
0,68
|
0,23
|
Кирпич цементно-песчаный
|
II-А-85
|
1700
|
0,64
|
8,64
|
0,12
|
2. Определение
точки росы
. По заданной температуре tв=19оС из прил. 1 «Методических указаний» найдем
упругость насыщающих воздух водяных паров Ев=2197 Па.
. Фактическая упругость
водяных паров при заданной влажности φв=58%: ев=φв*Ев/100=58*2197/100=1274 Па.
По значению ев обратным
ходом по прил. 1 «Методических указаний» определяем точку росы tр=10оС.
3. Определение
нормы тепловой защиты
Для расчета толщины утепляющего слоя
необходимо определить сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции
исходя из требований санитарных норм Rос и энергосбережения Rоэ.
Определение нормы тепловой защиты по
условию энергосбережения
Определим градусо-сутки
отопительного периода:
ГСОП = Х = (tв - tот)*Zот
ГСОП = Х = (19 - (-5))*198 = 4752 ос/сут
Нормативное значение приведенного
сопротивления теплопередаче, м2К / Вт, по условию энергосбережения
определяется в зависимости от назначения ограждающей конструкции, условий
эксплуатации и градусо-суток отопительного периода:
Rоэ = R+ β*X
Rоэ = 1.2 + 0.0003*4752 =
2.63 м2К / Вт
Определение норм тепловой защиты по
условию санитарии
По табл. 2 СНиПа 2-3-79* определим
нормативный (максимально допустимый) перепад между температурой воздуха в
помещении и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции
∆tн = 4.5
По табл. 3 СНиПа определим
корректирующий множитель n, учитывающий степень контактности ограждения с наружным воздухом.
n = 1
По табл. 4 СНиПа найдем коэффициент
теплоотдачи внутренней поверхностью ограждающей конструкции
αв = 8.7 Вт/(м2К)
Вычислим нормативное (максимально
допустимое) сопротивление теплопередаче по условию санитарами
Rос = (tв - tн)*n/ αв*∆tн
Rос = (19 -
(-25))*1/8.7*4.5 = 1.124 м2К / Вт
Норма тепловой защиты
Из вычисленных значений
сопротивлений теплопередаче: экономической Rоэ и санитарной Rос - к реализации примем
наибольшее из них, назвав его
Rотр = Rоэ = 2.63 м2К /
Вт
4. Расчет толщины
утеплителя
Утепляющим слоем считаем слой 3 -
пенопласт (100 кг/м3).
По табл. 6 СНиПа 2-3-79* определим
коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью ограждения внешней среде
(наружному воздуху): αн = 23 Вт/(м2К)
Вычислим сопротивление теплообмену
На внутренней поверхности Rв = 1/ αв = 1/8,7 = 0,1149 м2К
/ Вт
На наружной поверхности Rн = 1/ αн = 1/23 = 0,0435 м2К
/ Вт
Определим термическое сопротивление
слоев конструкции с известными толщинами
Для 2 слоя: R2 = δ2/λ2 = 0,2/0,64 = 0,3125 м2К / Вт
Для 4 слоя: R4 = δ4/λ4 = 0,12/0,64 = 0,1875 м2К / Вт
Вычислим минимально допустимое
(требуемое) термическое сопротивление утеплителя:
Rуттр = Rотр - (Rв + Rн + ∑Ri)
Rуттр = 2.63 - (0.1149+0.0435+0.0285+0.3125+0.1875) = 1.943 м2К
/ Вт
Вычислим толщину утепляющего слоя
δуттр = λут*Rуттр
δуттр = 0,05 * 1,943 = 0,097 м
Округлим толщину утеплителя до
унифицированного значения, кратного строительному модулю:
Для минеральных, древесно-стружечных
и пенопластовых слоев 2 см.
,097 м = 9,7 см ≈ 10 см
Вычислим термическое сопротивление
утеплителя (после унификации)
R3 = δ3/λ3 = 0,01/0,05 = 0,2 м2К
/ Вт
Определим общее термическое
сопротивление ограждения с учетом унификации
Rо = Rв + Rн + R3 + ∑Ri
Rо =
0,1149+0,0435+0,2+0,0285+0,3125+0,1875 = 0,8869 м2К / Вт
5. Проверка внутренней
поверхности ограждения на выпадение росы
теплофизический утепляющий
ограждение защита
Вычислим температуру на внутренней
поверхности ограждения:
τв = tв - (tв - tн)*Rв/Rо
τв = 19 - (19 -
(-25))*0,1149/0,8869 = 13,3 оС
τв.>tр => Выпадения росы на поверхности ограждения не будет.
Определим термическое сопротивление
конструкции
R = ∑Ri
R = 0.0285+0.3125+0.2+0.1875 = 0.728 м2К / Вт
Вычислим температуру в углу стыковки
наружных стен по формуле:
τу = τв - (0,175 - 0,039*R)*(tв-tн)
τу = 19 -
(0,175-0,039*0,728)*(19 - (-25)) = 19-0,1466*44 = 12,55
τу>tр => Выпадения росы в углу не будет.
6. Проверка на
выпадение росы в толще ограждения
Определим сопротивление
паропроницанию каждого слоя:
Rпi = δi/µi
Rп1 = δ1/µ1 = 0.02/0.12 = 0.17п2
= 0.2/0.075 = 2.67
Rп3 = 0.01/0.23 = 0.04
Rп4 = 0.12/0.12 = 1
Конструкции в целом:
Rп=∑Rпi
Rп = 0,17+2,67+0,04+1 =
3,88 м2чПа/мг
Вычислим температуру на поверхности
ограждения τнп по формуле:
τвя = tв - (tв - tн)*Rв/Rо
при температуре tн= tянв самого холодного
месяца:
τвя = 19 - (19 -
(-11,9))*0,1149/0,8869 = 15,85 оС
По прил. 1 «Методических указаний»
найдем максимальную упругость Ев•, отвечающую температуре
τвя:
Ев• = 1806
Графическим методом определим
изменение температуры по толщине ограждения при средней температуре самого
холодного месяца. Для этого на миллиметровой бумаге по оси абсцисс
последовательно отложим значения сопротивлений Rв, R1, R2, R3, R4, Rн, составляющих в целом Rо. Через концы полученных отрезков проведем вертикальные тонкие
линии. На оси ординат отложим значение температуры внутреннего воздуха tв, а на линии, соответствующей концу Rн, - значение средней температуры самого холодного месяца (января) τвя. Точки tв и tвя соединим прямой линией. По точкам пересечения линии с границами
слоев определим значения температур на границах:
τв = 14,7оС
t1-2 = 13,6оС
t2-3 = 3оС
t3-4 = -4оС
τн = -10,6оС
Для температур, определенных в п. 4
на границах слоев, по прил. 1 и 2 «Методических указаний» найдем максимальные
упругости водяных паров Е на этих гарницах.
Ев♦ =
1671 Па
Е1-2 = 1556 Па
Е2-3 = 758 Па
Е3-4 = 437 Па
Ен♦ =
245 Па
По аналогии с п. 4, только в
координатных осях Rп и Е построим разрез
ограждения. По всем границам слоев отложим найденные в п. 5 значения упругостей
Е: Ев♦, соответствующая τв, расположим на границе с помещением, а Ен♦,
соответствующая τн - на границе с улицей.
На внутренней поверхности
конструкции отложим значение упругости паров в помещении ев, а на
наружной - значение ен = 0,9* Ен♦,
соединив полеченные точки прямой линией.
ен = 0,9*245 = 220,5 Па
В пределах слоя линия максимальной
упругости Е изменяется по монотонно убывающей экспоненте, поэтому в тех слоях,
где эта линия заведомо пройдет выше линии е, ее можно провести по лекалу.
В третьем слое происходит
пересечение линии Е с линией е, в этом случае на температурной линии на
«графике распределения температур» наметим через равные интервалы три
промежуточные точки, определим для них температуры, а по температурам найдем
максимальные упругости Е, используя приложения 1 и 2 «Методических указаний».
Найденные упругости отложим на «графике распределения упругости», в третьем
слое, разделив его в тех же пропорциях, что и на «графике распределения
температурах» по найденным точкам проведем линию Е.
Вспомогательные точки:
t1 = 1,2оС Е
t1 = 666 Па.
t2 = -0,4оС Е
t2 = 592 Па.
t3 = -2,2оС Е
t3 = 509 Па.
7. Проверка
влажностного режима ограждения
Из точек ев и ен
проведем касательные к кривой линии Е. Точки качания определят границы зоны
конденсации на «графике распределения упругости».
В этой зоне найдем и выделим
плоскость, в которой линия е максимально провисает над линией е. по графику
«распределение упругостей» определим сопротивление паропроницанию слоев,
расположенных между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью конденсации
Rпв, а также между этой плоскостью и наружной поверхностью ограждения
Rпн.
Rпв = 2,7
Rпн = 2,9
Определим средние температуры:
Зимнего периода, охватывающего
месяцы со средними температурами ниже -5оС
tзим =
((-11,9)+(-11,3)+(-5,2)+(-8,7))/4 = -9,3оС
весеннее-осеннего периода,
включающего месяцы со средними температурами от -5оС до +5оС.
tво = -2,4оС
летнего периода, охватывающего
месяцы со средними температурами более +5оС
tл =
(5,8+15,1+20,0+22,1+20,6+14,4+5,7)/7 = 14,8оС
периода влагонакопления, к которому
относятся месяцы со средними температурами 0оС и ниже
tвл =
((-11,9)+(-11,3)+(-5,2)+(-2,4)+(-8,7))/5 = -7,9оС
Температуры перечисленные периодов
отложим на наружной плоскости «графика распределения температур» и полученные
точки соединим с точкой tв. Пересечения линии с
плоскостью конденсации дадут температуры в этой плоскости для соответствующих
периодов года, по которым определим максимальные упругости Е:
Период и его индекс
|
месяцы
|
Число месяцев z
|
Наружная температура периода
|
Упругость в плоскости конденсации
|
|
|
|
|
t, oC
|
E, Па
|
1-зимний
|
I, II, III, XII
|
4
|
-9,3
|
-1,8
|
535
|
2-весенне-осенний
|
XI
|
1
|
-2,4
|
3,4
|
779
|
3-летний
|
IV, V, VI, VII, VIII,
IX, X
|
7
|
14,8
|
15
|
1705
|
0-влагонакопления
|
I, II, III, XI, XII
|
5
|
-7,9
|
-0,4
|
592
|
Вычислим среднегодовую упругость
насыщающих водяных паров в плоскости возможной конденсации:
Е = (Е1*z1+ Е2*z2+ Е3*z3)/12 = (535*4+779+1705*7)/12 = 1237 Па
Определим среднегодовую упругость
водяных паров в наружном воздухе:
енг = ∑112еi /12 =
(250+260+370+640+580+1180+
+1370+1310+930+660+460+350)/12 =
696,7 Па
вычислим требуемое сопротивление
паропроницанию внутренних слоев конструкции, при котором обеспечивается
ненакопление влаги в увлажняющем слое из года в год:
Rпвтр-1 = (ев - Е)*Rпн/(Е - енг) =
(1274-1237)*2,9/(1237-696,7) = 1,2 м2чПа/мг
Сравнив полученное значение с
располагаемым сопротивлением Rпв=2,7, можно сделать
вывод, что в увлажняемом слое накопления влаги не будет. Определим среднюю
упругость водяных паров в наружном воздухе для периода влагонакопления:
ео = ∑ено/zо = (250+260+370+460+350)/5 = 338 Па
вычислим требуемое сопротивление
паропроницанию внутренних слоев конструкции, ограничивающих приращение
влажности в допустимых пределах:
Rпвтр-2 = (ев - Ео)/((Ео-ео)/
Rпн)+(ρ*δ*∆ωср/100*zо)) =
(1274-592)/((592-338)/2,9)+(108*0,01*25)/100*149) = 0,387 м2чпа/мг
Сравнив полученное значение с
располагаемым сопротивлением Rпв=2,7 можно сделать
вывод, что в увлажняемом слое приращения влаги не будет.
8. Проверка
ограждения на воздухопроницание
Определим плотность воздуха в
помещении и на улице:
ρ=(µ*Р)/(R*T)
ρв =
(0,029*101000)/(8,31*292) = 1,2 кг/м3
ρн =
(0,029*101000)/(8,31*248) = 1,4 кг/м3
8.2 вычислим тепловой перепад
давления:
∆Рт = 0,56
(1,4-1,2)*9,81*12 = 13,2 Па
Определим расчетную скорость ветра,
приняв в качестве таковой максимальное значение скорости ветра из тех румбов за
январь месяц, на которых повторяемость ветра составляет 16% и более. V = 5,6 м/с
Вычислим ветровой перепад давления:
∆Рв = 0,3* ρн*v2 = 0,3*1,4*5,62
= 13,2 Па
И суммарный перепад, действующий на
ограждении:
∆Р = ∆Рт + ∆Рв
= 13,2+13,2 = 26,4 Па
По табл. 12 СНиПа 2-3-79* найдем
допустимую воздухопроницаемость ограждения
Gн = 0,5 кг/м2ч
Определим требуемое сопротивление
инфильтрации:
Rктр = ∆Р/ Gн = 26,4/0,5 = 52,8 м2чПа/кг
Определим сопротивление
воздухопроницанию каждого слоя: