Расчет распределения парциального давления водяного пара по толще стены и определение возможности образования конденсата в толще стены

Для проверки конструкции на наличие зоны конденсации внутри стены определяем сопротивление паропроницанию стены R_vp по формуле (79) настоящего Свода правил (здесь и далее сопротивлением влагообмену у внутренней и наружной поверхностях пренебрегаем).

R_vp = 0,005/0,11 + 0,1/0,03 +0,1/0,006 + 0,12/0,11 + 0,008/0,43 = 21,15 м²×ч×Па/мг.

Определяем парциальное давление водяного пара внутри и снаружи стены по формуле (Э.З) и приложению С настоящего Свода правил

t_int = 20 °С; j_int = 55 %;

e_int = (55/100)2338 = 1286 Па;

t_ext = -10,2 °С; j_int = 84 %;

e_ext = (84/100)260 = 218 Па.

Определяем температуры t_i на границах слоев по формуле (Э.5), нумеруя от внутренней поверхности к наружной, и по этим температурам - максимальное парциальное давление водяного пара Е_i по приложению С:

t₁ = 20 - (20 + 10,2)(0,115)/3,638 = 19,0 °С;

E₁ = 2197 Па;

t₂ = 20 - (20 + 10,2)(0,115 + 0,014)/3,638 = 18,9 °С;

Е₂ = 2182 Па;

t₃ = 20 - (20 + 10,2)(0,115 + 0,063)/3,638 = 18,5 °С;

E₃ = 2129 Па;

t₄ = 20 - (20 + 10,2)(0,115 + 3,289)/3,638 = -8,3 °С;

Е₄ = 302 Па;

t₅ = 20 - (20 + 10,2)(0,115 + 3,437)/3,638 = -9,5 °С;

E₅ = 270 Па;

t₆ = 20 - (20 + 10,2)(0,115 + 3,479)/3,638 = -9,8 °С;

Е₆ = 264 Па.

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

e_i = e_int - (e_int - e_ext)åR/R_vp, (Э.6)

где e_int и e_ext - то же, что и в формуле (Э.3);

R_vp - то же, что и в формуле (79);

åR - сумма сопротивлений паропроницанию слоев, считая от внутренней поверхности.

В результате расчета по формуле (Э.6) получим следующие значения: е₁ = 1286 Па, е₂= 1283 Па, е₃ = 1115 Па, е₄ = 274 Па, е₅= 219 Па, е₆ = 218 Па.

При сравнении величин максимального парциального давления E₁ водяного пара и величин действительного парциального давления е_i водяного пара на соответствующих границах слоев видим, что все величины е_i ниже величин E_i, что указывает на отсутствие возможности конденсации водяного пара в ограждающей конструкции.

Для наглядности расчета построим график распределения максимального парциального давления E_i водяного пара и график изменения действительного парциального давления e_i водяного пара по толще стены в масштабе сопротивлений паропроницанию его слоев. Очевидно, что эти кривые не пересекаются, что также доказывает невозможность образования конденсата в ограждении.

Сопротивление паропроницанию R_vp,м²×ч×Па/мг

- распределение действительного парциального давления водяного пара е

- распределение максимального парциального давления водяного пара Е

Рисунок Э.1 -Распределение парциального давления водяного пара в ограждающей конструкции (слева направо - от внутренней поверхности к наружной)

ПРИЛОЖЕНИЕ Ю

(рекомендуемое)

ПРИМЕР ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ПОЛА

Исходные данные

Определить, удовлетворяет ли в отношении теплоусвоения требованиям СНиП 23-02 конструкция пола жилого здания из поливинилхлоридного линолеума на теплозвукоизолирующей подоснове из стеклянного волокна, наклеенного холодной битумной мастикой на железобетонную плиту перекрытия. Теплотехнические характеристики отдельных слоев конструкции пола (при их нумерации сверху вниз) даны в таблице Ю.1.

Порядок расчета

Определим тепловую инерцию слоев пола по формуле (53)

D₁ = R₁s₁= 0,0045×7,52 = 0,034;

D₂ = R₂s₂ = 0,043×0,92 = 0,04;

D₃ = R₃s₃ = 0,0059×4,56 = 0,027;

D₄ = R₄s₄ = 0,08×16,77 = 1,34.

Так как суммарная тепловая инерция первых трех слоев D₁ + D₂ + D₃ = 0,034 + 0,04 + 0,027 = 0,101 < 0,5, но суммарная тепловая инерция четырех слоев 0,101 + 1,34 = 1,441 > 0,5, то показатель теплоусвоения поверхности пола определяем последовательно с учетом четырех слоев конструкции пола с помощью формул (82) и (83), начиная с третьего

Y₃ = (2R₃s₃² + s₄)/(0,5 + R₃s₄) = (2×0,0059×4,56² + 16,77)/(0,5 + 0,0059×16,77) =

= 28,4 Вт/(м² °С);

Y₂ = (4R₃s₃² + Y₄)/(1 + R₂Y₃) = (4×0,043×0,92² + 28,4)/(1 + 0,043×28,4) = 12,9 Вт/(м²×°С);

Y₁ = Y_n = (4R₁s₁² + Y₂)/(1 + R₁Y₂) = (4×0,0045×7,52² + 12,9)/(1 + 0,0045×12,9) = 13,2 Вт/(м²×°С).

Значение показателя теплоусвоения поверхности пола для жилых зданий согласно СНиП 23-02 не должное превышать Y_f^req = 12 Вт/(м²×°С), и расчетное значение показателя теплоусвоения данной конструкции Y_f = 13,2 Вт/(м²×°С).

Следовательно, рассматриваемая конструкция пола в отношении теплоусвоения не удовлетворяет требованиям СНиП 23-02. Определим показатель теплоусвоения поверхности данной конструкции пола в том случае, если по плите перекрытия будет устроена стяжка из шлакопемзобетона (d = 0,02 м, r₀ = 1200 кг/м³, l = 0,37 Вт/(м×°С), s = 5,83 Вт/(м²×°С), R = 0,054 м²×°С/Вт, D = 0,315). Конструкция пола в этом случае будет состоять из пяти слоев.

Так как суммарная тепловая инерция первых четырех слоев D₁ + D₂ + D₃ + D₄ = 0,034 + 0,04 + 0,027 + 0,315 = 0,416 < 0,5, но суммарная тепловая инерция пяти слоев 0,416 + 1,34 = 1,756 > 0,5, то показатель теплоусвоения поверхности пола определяется с учетом пяти слоев конструкции пола.

Определим показатель теплоусвоения поверхности четвертого, третьего, второго и первого слоев пола по формулам (82) и (83):

Таблица Ю.1

Номер слоя	Материал	Толщина слоя d, м	Плотность материала в сухом состоянии r0, кг/м3	Коэффициенты при условиях эксплуатации А	Термическое сопротивление R,м2×°С/Вт
теплопроводности l, Вт/(м×°С)	теплоусвоения s, Вт/(м2×°С)
	Лицевой слой из линолеума	0,0015		0,33	7,52	0,0045
	Подоснова	0,002		0,047	0,92	0,043
	Битумная мастика	0,001		0,17	4,56	0,0059
	Плита перекрытия	0,14		1,74	16,77	0,08

Y₄ = (2R₄s₄² + s₅)/(0,5 + R₄s₅) = (2×0,054×5,83² + 16,77)/(0,5 + 0,054×16,77) = 14,5 Вт/(м²×°С);

Y₃ = (4R₃s₃² + Y₄)/(1 + R₃Y₄) = (4×0,0059×4,56² + 14,5)/(1 + 0,0059×14,5) = 13,82 Вт/(м²×°С);

Y₂ = (4R₂s₂² + Y₃)/(1 + R₂Y₃) = (4×0,043×0,92² + 13,82)/(1 + 0,043×13,82) = 8,78 Вт/(м²×°С);

Y₁ = Y_n(4R₁s₁² + Y₂)/(1 + R₁Y₂) = (4×0,0045×7,52² + 8,78)/(1 + 0,0045×8,78) = 9,4 Вт/(м²×°С).

Таким образом, устройство по плите перекрытия стяжки из шлакопемзобетона (r₀ = = 1200 кг/м³) толщиной 20 мм уменьшило значение показателя теплоусвоения поверхности пола с 13,2 до 9,4 Вт/(м²×°С). Следовательно, эта конструкция пола в отношении теплоусвоения удовлетворяет нормативным требованиям, так как значение показателя теплоусвоения поверхности не превышает Y_f^req = 12 Вт/(м²×°С) - нормируемого показателя теплоусвоения пола для жилах зданий.

ПРИЛОЖЕНИЕ Я

(рекомендуемое)