Расчет сопротивления паропроницанию чердачного перекрытия

Обновлено: 01.05.2024

Свойство материала пропускать водяные пары называется паропроницаемостью. Прохождение паров зависит от сопротивления материалов паропроницанию.

Сопротивление паропроницанию R_п, м 2 •ч•Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее наибольшего из следующих требуемых сопротивлений паропроницанию.

а) требуемого сопротивления паропроницанию R_п1 тр , м 2 •ч•Па/мг, из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации;

б) требуемого сопротивления паропроницанию R_п2 тр , м 2 •ч•Па/мг из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха.

Расчет производят следующим образом:

1) Определяют плоскость возможной конденсации.

Плоскость возможной конденсации в однородной однослойной ограждающей конструкции располагается на расстоянии 2/3 толщины конструкции от её внутренней поверхности, а в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя (рис.1).

Рис.1.Плоскость возможной конденсации влаги для многослойной конструкции

2) Определяют сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между внутренней поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации по формуле:

где - толщина слоя ограждающей конструкции, м

- расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей конструкции, мг/(м• ч• Па), принимаемый по [прил 3*,1]

k - количество слоев от внутренней поверхности ограждающей конструкции до плоскости возможной конденсации, равен 2.

3) Находят требуемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации по формуле:

где е_в - упругость водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и влажности этого воздуха ц E=1341,6 Па;

Е -упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемая по формуле:

где z₁, z₂, z₃ - продолжительность, месяцев, зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая согласно [табл. 3, 2] с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5 С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5 С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха выше плюс 5 С;

5,2,5 месяцев соответственно;

E₁, Е₂, Е₃ - упругости водяного пара, Па, принимаемые по температуре в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов (приложение 4), 203, 748, 1829 Па соответственно;

R_п.н - сопротивление паропроницанию, м 2 •ч •Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации, определяемое по формуле:

где - толщина слоя ограждающей конструкции, м, 0,088;

- расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей конструкции, мг/(м• ч• Па), 0,06;

е_н - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, 634.

4) Требуемое сопротивление паропроницанию R_п2 тр , м 2 •ч•Па/мг, из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха находят по формуле:

где z_o - продолжительность, сутках, периода влагонакопления, принимаемого равным периоду с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха, равна 151;

Е_о - упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации, определяемая при средней температуре наружного воздуха периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, равна 221;

с_w - плотность материала увлажняемого слоя, кг/м 3 , принимаемая равной с_о согласно [прил 3*, 1], равна 350;

_w - толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м, принимаемая равной 2/3 толщины однородной (однослойной) стены или толщине теплоизоляционного слоя (утеплителя) многослойной ограждающей конструкции, равна 0,261м;

w_ср - предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале (приведенного в [прил. 3*, 1]) увлажняемого слоя, %, за период влагонакопления z_o, принимаемое по [табл. 14*, 1], равно 3% ;

- коэффициент, определяемый по формуле:

где е_н.о - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемая согласно [прил.3, 3], равна 230

Предусматривается еще один слой.

Определение сопротивления паропроницанию чердачного перекрытия

1) Сопротивление паропроницанию R_п, м 2 •ч•Па/мг, чердачного перекрытия или части конструкции вентилируемого покрытия, расположенной между внутренней поверхностью покрытия и воздушной прослойкой, в зданиях со скатами кровли шириной до 24 м должно быть не менее требуемого сопротивления паропроницанию R_п тр , м 2 •ч •Па/мг, определяемого по формуле:

2) При определении действительного сопротивления паропроницанию учитывают [прил. 11,1] .

Действительное сопротивление паропроницанию больше требуемого ,что соответствует условиям расчета.

· Температура внутреннего воздуха - t_B =18 °С.

· Относительная влажность - φ_отн = 50 %.

· Влажностной режим - нормальный,

Требуется: Рассчитать сопротивление паропроницанию чердачного перекрытия жилого здания.

Конструкцию наружной стены принимаем из задачи №2. Хорошо бы принять

Х – пенополиуретан ; а = 0,25м.

Д – битумы нефтяные строительные и кровельные; b =0,20 м.

Е –дуб поперек волокон; с =0,25 м, d =0,10 м.

Другие размеры: e =0,30 м, f =0,25 м.=0,1 м.

Рисунок 3.2 – Конструкция чердачного перекрытия

Влажностной режим нормальный, условия эксплуатации ограждающих конструкций «Б» по таблице 4.2[1].

Расчетные значения коэффициентов теплопроводности λ, теплоусвоения S и паропроницаемости μ материалов принимаем по таблице А.1[1] для условий эксплуатации ограждений «Б»:

- пенополиуретан : λ ₁ = 0,05 Вт/( м ∙°С); S₁ = 0,70 Вт/(м 2 ∙°С); =0,05 мг/(м ∙ ч ∙ Па);

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПК-31.12.КР

- дуб поперек волокон

: λ ₁ = 0,23 Вт/( м ∙°С); S₂ = 5,86 Вт/(м 2 ∙°С);

=0,05 мг/(м ∙ ч ∙ Па);

- битумы нефтяные строительные и кровельные : λ ₂ = 0,17 Вт/( м ∙°С); S₃ = 4,56 Вт/(м 2 ∙°С); =0,008 мг/(м ∙ ч ∙ Па);

Расчетные параметры наружного воздуха для расчета сопротивления паропроницанию – среднее значение температуры и относительная влажность за отопительный период:

Для Гомельской области средняя температура наружного воздуха за относительный период t_нот = -2,0 °С , средняя относительная влажность наружного воздуха за относительный период φ_нот = 82% .

Парциальные давления водяного пара внутреннего и наружного воздуха при расчетных значениях температуры и относительной влажности составляют:

где φ_в – расчетная относительная влажность внутреннего воздуха,%;

Е_в - максимальное парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, [Па]; при расчетной температуре воздуха t_в = 18 °С, Е_в = 2064 Па.

Тогда: е_в= 0,01∙50∙2064=1032 Па.

Положение плоскости возможной конденсации в данной конструкции находится между пенополиурентаном и дубом. Это не верно даже для такой конструкции. И не соответствует представленному расчету.

Определяем температуру в плоскости возможной конденсации по формуле:

где - температура внутреннего воздуха, принимается из условия.

– термическое сопротивление слоёв ограждающей конструкции от внутренней поверхности конструкции до плоскости возможной конденсации;

– сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, , найдём по формуле:

где – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, выбираем по таблице 5.4[1], α_в=8,7 Вт/(м 2 ∙°С);

– коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, выбираем по таблице 5.7[1], α_н=12 Вт/(м 2 ∙°С);

- термические сопротивления отдельных слоев конструкции, кв.м•°С/Вт, принимаем согласно данным задачи №2.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПК-31.09.КР

°С.

Максимальное парциальное давление водяного пара в плоскости возможной конденсации при t_K = -2,67°С составляет:

Сопротивление паропроницанию до плоскости возможной конденсации до наружной поверхности чердачного перекрытия составляет:

(м 2 ∙ ч ∙ Па) /мг. Это какие слои? Уточнить!

Определяем требуемое сопротивление паропроницанию чердачного перекрытия от её внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации:

(м 2 ∙ ч ∙ Па) /мг.

Сопротивление паропроницанию рассчитываемой конструкции чердачного перекрытия в пределах от её внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации составляет:

(м 2 ∙ ч ∙ Па) /мг.

Вывод: Данная конструкция чердачного перекрытия отвечает требованиям СНБ 2.04.01-97 по сопротивлению паропроницанию, так как R_пв=7>R_n_н.тр=50,01(м 2 ∙ ч ∙ Па) /мг.

Расчет все равно с косяками, так что уж переделай с правильной последовательностью слоев.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПК-31.09.КР

4. Определение сопротивления воздухопроницанию

физические свойства материалов слоев:

Конструктивное решение рассчитываемой схемы приведём на рисунке 4.1

Рисунок 4.1 - Наружная стена здания

Определяем требуемое сопротивление воздухопроницанию R_Tp , (м 2 ∙ ч ∙ Па) /мг

где ∆Р - расчетная разность давлений на наружной и внутренней поверхности здания , определяемая по формуле :

Н - высота здания , м ;

γ_п , γ_в - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м 3 , определенный по формуле: γ_н(в) = 3463/(273 +t);

t - температура воздуха, °С ;

v_cp - максимальная из средних скоростей ветра за январь, постоянность которых составляет 16% и более , принимаем по таблице 4.5[1], м/с;

G_норм - нормальная воздухопроницаемость ограждающих конструкций , выбираем по таблице 8.1[1], кг/(м 2 ∙ ч)

γ_н = 3463/(273+( - 25)) = 13,96 Н/м 2

γ_в = 3463/(273+18) = 11,90 Н/м 2

∆Р = 0,55 ∙ 21 ∙ (13,96 - 11,90) + 0,03 ∙ 13,96 ∙ 5,2 2 = 35,12 Па

(м 2 ∙ ч ∙ Па) /кг

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПК-31.09.КР

Вывод: согласно расчету сопротивление воздухопроницанию наружной стены составляет R_Тр = 70,23 (м 2 ∙ ч ∙ Па) /кг

Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас.

Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние.

Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация.

· Температура внутреннего воздуха - t_B =18 °С.

· Относительная влажность - φ_отн = 50 %.

· Влажностный режим - нормальный,

Рисунок 3.2 – Конструкция чердачного перекрытия с холодным чердаком Направление теплового потока?

λ ₁ = 0,17 Вт/( м ∙°С); S₁ = 3,53Вт/(м 2 ∙°С);R_п=0,04 (м 2 ∙ ч ∙ Па)/мг;

λ ₂ = 0,2 Вт/( м ∙°С); S₂ = 2,91 Вт/(м 2 ∙°С);μ ₂=0,23 мг/(м ∙ ч ∙ Па);

- маты минераловатные прошивные

λ₃ = 0,048 Вт/( м ∙°С); S₄ = 0,57 Вт/(м 2 ∙°С);μ ₃=0,58 мг/(м ∙ ч ∙ Па);

Для Брестской области средняя температура наружного воздуха за относительный период t_нот = 0,2 °С , средняя относительная влажность наружного воздуха за относительный период φ_нот = 84% .

где φ_в – расчетная относительная влажность внутреннего воздуха, %;

Тогда: е_в= 0,01∙50∙2064 =1032 Па.

Положение плоскости возможной конденсации в данной конструкции находится на границах слоя гравия керамзитового и мат минераловатных прошивных.

Определяем температуру в плоскости возможной конденсации по формуле:

где R_T - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции,
(м ∙°С)/Вт

R_Ti - термические сопротивления, слоев многослойной конструкции или части однослойной конструкции, расположенных в пределах внутренней поверхности конструкции до плоскости возможной конденсации, (м∙°С)/Вт.

°С.

Максимальное парциальное давление водяного пара в плоскости возможной конденсации при t_K = 6,91 °С составляет:

Сопротивление паропроницанию от плоскости возможной конденсации до наружной поверхности перекрытия составляет:

(м 2 ∙ ч ∙ Па) /мг.

Определяем требуемое сопротивление паропроницанию перекрытия от её внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации:

(м 2 ∙ ч ∙ Па) /мг.

Сопротивление паропроницанию рассчитываемой конструкции перекрытия в пределах от её внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации составляет:

(м 2 ∙ ч ∙ Па) /мг.

Вывод: Данная конструкция чердачного перекрытия с холодным чердаком отвечает требованиям СНБ 2.04.01-97 по сопротивлению паропроницанию, так как R_пв= 20,28>R_n_н.тр= 0,2(м 2 ∙ ч ∙ Па) /мг.

Нормативное сопротивление паропроницанию чердачного перекрытия:

R_vp req = 0,0012 (e_int - e₀ ext ) = 0,0012 (1285,9-444)=1,296 м 2 .Ч. Па/мг

Где, e_int = 0,01.?_intE_int= 0,01.55.2338=1,01 Па - значение парциального давления воздушного пара в помещении Е, Па

E_int =2338 Па - Значение парциального давления насыщенного водяного пара Е, Па, для температуры t_int =20 0 C [2, табл. С2]

Средняя месячная и годовая температура воздуха, °С [3, табл. 3].

Среднее месячное и годовое парциальное давление водяного пара, гПа по [3, табл. 5а]

Фактическое сопротивление паропроницанию чердачного перекрытия:

По расчету пароизоляция не требуется, однако принимаем 1 слой полиэтиленовой армированной стеклотканевой сеткой пленки.

Рис. 3. Конструкция пола типового этажа

1. Определение индекса изоляции воздушного шума

Определяем поверхностные плотности элементов перекрытия кг/м.

m₂ =600. 0,032 (доски)+600. 0,1. 0,05.2 (лаги)+1800. 0,03 (стяжка)+1100. 0,004 (ДВП) =83,6 кг/м.

Индекс изоляции воздушного шума несущей плитой перекрытия:

R 0 _w =37 lg m₁ - 43 =37 lg 350 -43 = 51 дБ.

Динамический модуль упругости , Па, и относительное сжатие материала звукоизоляционного слоя при нагрузке на звукоизоляционный слой, Па (СП 23-103-2003 табл 16.)

Ед =10.10 5 Па, ? =0,05 определяем толщину прокладки в обжатом состоянии:

d =d₀ (1 - ?) =0,015 (1 - 0,05)=0,01425 м

где d₀ толщина прокладки в необжатом состоянии.

Находим частоту резонанса конструкции по формуле:

f_p =459,4 Гц

По таблице 15 СП 23-103-2003 находим индекс изоляции воздушного шума данным междуэтажным перекрытием R_w = 52 дБ.

2. Определение индекса изоляции ударного шума

Согласно [1], фактический индекс изоляции ударного шума ограждающей конструкции (междуэтажного перекрытия) должен быть меньше, чем нормативный индекс изоляции ударного шума ограждающей конструкции (междуэтажного перекрытия), т.е. .

Для перекрытия между помещениями квартир и расположенными под ними магазинами категории Б и В =58 дБ.

По [6, табл. 18] находим индекса приведенного уровня ударного шума для несущей плиты перекрытия = 80 дБ

Частота колебаний пола:

Е_д=10.10 5 , Па - динамический модуль упругости [6, табл 16], m₂= 83,6 кг/м

отсюда имеем: d =0,010 м - толщина прокладки в обжатом состоянии.

где d₀ толщина прокладки в необжатом состоянии.

При d =0,010 м находим частоту резонанса конструкции по формуле:

Согласно [1, табл. 17] определяем индекс изоляции приведенного уровня шума ударного под перекрытием:

Таким образом, можно сделать вывод, что выбранная конструкция пола обеспечивает звукоизоляцию помещения.

проверка возможности выпадения конденсата на внутренней поверхности перекрытия.

Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции должна быть не менее температуры точки росы.

температура внутренней поверхности определяется по формуле:

(определяем по приложению 3 источника таб.1 [1])

Определяем действующую упругость водяного пара воздуха в помещении

(определяем по приложению 3 источника таб.1 [1]);

условие выполняется, следовательно, выпадение конденсата на внутреннюю поверхность не произойдет.

Средняя температура наружного воздуха, °С

Упругость водяного пара наружного воздуха, Па

Исходные данные для расчета определяем по табл.3* и табл.5а СНиП 23-01-99*

1) Определяем среднесезонные температуры и продолжительность сезонных периодов:

зимний период (ниже -5°С)

осенне-весенний (-5 ч +5)

летний период (выше +5°С)

Плоскость возможной конденсации водяных паров совпадает с наружной поверхностью утеплителя, толщина увлажняемого слоя равняется толщине утеплителя.

2) Определяем значение температуры в плоскости возможной конденсации соответствующих среднесезонных температур наружного воздуха:

стена ограждающий конструкция теплотехнический

термическое сопротивление слоев в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации:

(определяем по приложению 3 таб.1 источника [1]);

3) Определяем упругость водяного пара в плоскости возможной конденсации за годовой период:

4) Определяем сопротивление паропроницания слоев:

определяем упругость водяного пара:

расположенных между внутренней поверхностью стены и плоскостью возможной конденсации:

расположенных между внешней поверхностью стены и площадью возможной конденсации:

нормированное сопротивление паропроницаемости из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации определяется по формуле:

Вывод: Плоскость выпадения конденсата находится с внутренней стороны стены.

Ненакопление влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными температурами наружного воздуха:

определяем температуру в плоскости возможной конденсации при средней температуре наружного воздуха периода с отрицательной среднемесячной температурой:

(определяем по приложению 3 таб.2 источника [1]).

Сопротивление паропроницанию наружной стены в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации меньше и , что не соответствует требованию СНиП 23-02-2003. Требуется провести пароизоляцию из полиэтилена между утеплителем и наружной частью стены.

Читайте также: