Тема 4. Защита от переувлажнения ограждающих конструкций

Методика расчета

Сопротивление паропроницаниюR_vp, м²×ч×Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее наибольшего из следующих нормируемых сопротивлений паропроницанию:

а) нормируемого сопротивления паропроницаниюR_vp1^req, м²×ч×Па/мг (из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации), определяемого по формуле:

(19)

б) нормируемого сопротивления паропроницанию, R_vp2^req, м²×ч×Па/мг, (из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха), определяемого по формуле:

, (20)

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

(21)

где парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_jnt. принимается по своду правил;

относительная влажность внутреннего воздуха, %;

сопротивление паропроницанию, м²×ч×Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации, определяемое по своду правил;

среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, определяемое по таблице 5а*[1];

продолжительность,сут., периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха по[1];

парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации, определяемое при средней температуре наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами согласно указаниям примечаний к этому пункту;

плотность материала увлажняемого слоя, кг/м³, принимаемая равнойr₀ по своду правил;

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

предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале увлажняемого слоя, %, за период влагонакопленияz₀,принимаемое по таблице 15 прил. 1;

парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле:

(22)

где парциальное давление водяного пара, Па, принимаемое по температуре в плоскости возможной конденсации, устанавливаемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемое согласно указаниям примечаний к этому пункту;

продолжительность, мес., зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов года, определяемая по таблице 3* [1] 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 воздуха выше плюс 5 °С;

h– коэффициент, определяемый по формуле:

(23)

где среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемыми согласно своду правил.

Примечания:

1. Парциальное давление водяного пара E₁, Е₂, Е₃и Е₀ для ограждающих конструкций помещений с агрессивной средой следует принимать с учетом агрессивной среды.

2. При определении парциального давления E₃ для летнего периода температуру в плоскости возможной конденсации во всех случаях следует принимать не ниже средней температуры наружного воздуха летнего периода. парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха e_int–не ниже среднего парциального давления водяного пара наружного воздуха за этот период.

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

Сопротивление паропроницаниюR_vp, м²×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 нормируемого сопротивления паропроницаниюR_vp^req, м²×ч×Па/мг, определяемого по формуле:

(24)

где то же, что и в формулах (19) и (20).

Не требуется проверять на выполнение данных норм по паропроницанию следующие ограждающие конструкции:

а) однородные (однослойные) наружные стены помещений с сухим и нормальным режимами;

б) двухслойные наружные стены помещений с сухим и нормальным режимами, если внутренний слой стены имеет сопротивление паропроницанию более 1.6 м²×ч×Па/мг.

Для защиты от увлажнения теплоизоляционного слоя (утеплителя) в покрытиях зданий с влажным или мокрым режимом следует предусматривать пароизоляцию ниже теплоизоляционного слоя которую следует учитывать при определении сопротивления паропроницанию покрытия в соответствии со сводом правил.

Пример расчета №5

Расчет необходимости устройства специальной парозащиты в многослойной стене для г. Ухта.

Исходные данные:

Смотри пример №4. Конструкция стены та жеj_вн = 50 %;

Порядок расчета:

1. Определяем общее сопротивление теплопередачи многослойной конструкции стены:

2. Находим расчетные коэффициенты паропроницаемости µ (мг/(м×ч×Па)) всех слоев ограждения по СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника»:

1) цементно-песчаный раствор d₁=0,015м, µ₁=0,09 мг/(м×ч×Па);

2) глиняный кирпич d₂=0,25м, µ₂=0,58 0,11 мг/(м×ч×Па);

3) пенополистиролd₃=0,12м, µ₃=0,05 мг/(м×ч×Па);

4) керамический кирпич d₄=0,12м, µ ₄=0,14 мг/(м×ч×Па).

3. Определяем сопротивление теплопередаче внутренних слоев с учетом коэффициента теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций 1/a_в=1/8,7=0,115, принимаемому по табл. 4* СНиП II-3-79,составит:

Проверка возможности влагонакопления за годовой период.

Значения среднемесячных температур наружного воздуха для г. Ухты по [1] и средней упругости водяных паров наружного воздуха по табл.5 изменения №1 СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», приведены в табл.Г:

Таблица Г.Значения среднемесячных температур наружного воздуха

Месяц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
tн, °С	-17,3	-15,8	-8,9	-0,5	5,4	12,1	15,7	12,7	6,6	-1,4	-8,5	-13,6
еехt,гПа	1,8	1,9	2,6	4,4	6,2	9,9	12,4	11,9	8,7	5,5	3,3	2,2

Значение z_o продолжительности, сут, периода влагонакопления, принимаемой равной периоду с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха по [1] (табл.1) составит 189сут.

Температура в плоскости возможной конденсации, соответствующая среднезонным температурам, определяется по формуле:

(24)

Сезонные и среднемесячные температуры по табл.Г:

а) зимний период (средние температуры наружного воздуха ниже минус 5°С):

б) весенне-осенний период (средние температуры наружного воздуха от минус 5 до плюс 5 °С):

в) летний период (средние температуры наружного воздуха выше плюс 5°С):

Упругость водяного пара, Па, принимаемую по температуре в плоскости возможной конденсации, определяем при средней температуре наружного воздуха зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов по формуле:

(25)

соответственно Е₁ = 286 Па; Е₂ = 668 Па; Е₃ = 1330 Па.

Упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяем по формуле:

Упругость водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и влажности этого воздуха определяем по формуле:

где при по формуле (25).

Средняя упругость водяного пара за годовой период (см.табл.Г):

По формуле (19) настоящего пособия:

то есть по этому условию устройство парозащиты не требуется.

4. Проверка возможности влагонакопления за период с отрицательными среднемесячными температурами.

Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами z_о (см. табл.1):

Средняя температура наружного воздуха за тот же период (см. Г):

По формуле (12):

этой температуре по формуле (25) соответствует Е_о = 436,5 Па.

По формуле (23):

При = 25 кг/м³; = 0,12 м; = 1,5 %, находим по формуле (20):

Вывод:

Поскольку то устройство дополнительнойпароизоляции не требуется.

Приложение 1

Таблица 1. Условные обозначения параметров, принимаемых в расчетах

№ п/п	Наименование	Обозначение	Единица измерения
	Тепловой поток Термическое сопротивление Коэффициент теплоотдачи Коэффициент теплопроводности Коэффициент теплоусвоения Тепловая инерция Градусо-сутки отопительного периода Плотность (объемная масса) Нормативный температурный период	q R a l S Д Dd g Dtн	Вт/м2 м2*°С/Вт Вт/м2·°С Вт/м2·°С Вт/м2·°С - °С·сут. кг/м3 °С

Таблица 2. Расчетная температура tв и влажность jв внутреннего воздуха

Зданий и сооружений

№ п/п	Тип зданий и сооружений	Параметры
tв, °С	jв, %
	Жилые и общественные здания, кроме указанных в п.2 Здания детских яслей, садов, лечебно-профилактические учреждения Производственные здания с сухим режимом Производственные здания с нормальным режимом	+18 +20   +18 +16

Таблица 3. Расчетные схемы и материалы наружных ограждающих

Конструкций

Расчетная схема стены	№ схемы	№ слоя	Материал слоя	Толщина слоя, м
Стены из мелкоштучных элементов
			Известково-песчаный раствор Кирпичная кладка Керамзитобетон (перлитобетон, вермикулитобетон) Кирпичная кладка Цементно-песчаный раствор	0,02   0,12; 0,25 х 0,12 0,02
		Известково-песчаный раствор Кирпичная кладка Пенополистирол (пенополиуретан) Кирпичная кладка Цементно-песчаный раствор	0,02 0,12; 0,25 Х   0,12 0,02
			Известково-песчаный раствор Кирпичная кладка Гравий, керамзит(шунгизитовый и т.д.) Легкобетонные блоки (керамзитобетон, пенобетон)	0,02 0,12; 0,25 x   0,19
		Цементно-песчаный раствор Кирпичная кладка Плиты фибролитовые (газо-пеностекло) Кирпичная кладка	0,02 0,12;0,25 х   0,12
			Известково-песчаный раствор Кирпичная кладка Пенополистирол (пенопласт) Цементно-песчаный раствор	0,02 0,12;0,25 x 0.02
		Известково-песчаныйраствор Известняк (ракушечник) Минераловатные плиты Цементно-песчаный раствор	0,02 0.19;0,24 x 0,02
		_____________ Легкобетонные блоки Утеплитель URSA Цементно-песчаный раствор	____ 0,19 x 0,02
Трехслойные стеновые панели
			Тяжелый бетон (легкий )	0,10 и > Х 0,08 и >
Пенопласт (пенополистирол)
Тяжелый бетон (легкий)
		Тяжелый бетон	0,10 и > Х 0,08 и >
Газобетон, пеностекло
Тяжелый бетон (легкий)
		Тяжелый бетон	0,10 и > Х 0,08 и >
Минераловатные плиты
Тяжелый (легкий)бетон
Двухслойные стеновые панели
			Тяжелый (легкий конструкционный) бетон	0,10; 0,12 и > Х     0,02
Конструктивно-теплоизоляционный легкий бетон (керамзитобетон, пенобетон)
Цементно-песчаный раствор
Однослойные стеновые панели
			Цементно-песчаный раствор	0,020
Вермикулитобетон (керамзитобетон, пемзобетон )	0,26;0,31; 0,36;0,46;
	Цементно-песчаный раствор	0,020
		Извест.-песчаный раствор	0,020
		Ячеистый бетон (газобетон, пенобетон)	0,26;0,31; 0,36;0,46;
		Цементно-песчаный раствор	0,020
Совмещенные покрытия зданий
			Железобетон	0,03
		Пергамин	0,002
		Плита минераловатная	Х
		Цементно-песчаный раствор	0,02
		Стеклорубероид на битумной мастике	0,01
		Железобетон	0,03
		Гидроизол	0,002
		Керамзитовый гравий	х
		Цементно-песчаный раствор	0,02
		Стелорубероид на битумной мастике	0,01

Примечания:

1. Конструкцию кладки принимать по заданию руководителя из сплошного глиняного обыкновенного, силикатного или пустотного керамического кирпича.

2. В качестве теплоизоляционного слоя можно принимать в соответствии с заданием теплоизоляционные материалы: минераловатные, стекловолокнистые, полимерные; насыпные материалы (гравий, щебень); ячеистый бетон (газо-, пенобетон); пено-, газостекло; легкий бетон (аглопоритобетон, вермикулитобетон) плотностью, g, до 500 кг/м³, а также современные теплоизоляционные изделия.

3. В качестве тяжелого бетона принимать бетон на природных плотных заполнителях плотностью, g, 2400-2500 кг/м³.

4. В стеновых панелях в качестве конструктивно-теплоизоляционного слоя рекомендуется принимать легкий и ячеистый бетон плотностью не выше 500 кг/м³.

Таблица 4. Влажностный режим помещений зданий [2]

Режим	Влажность внутреннего воздуха, % при температуре
до 12°C	12-124°C	св. 24°C
Сухой	до 60	до 50	до 40
Нормальный	св. 60 до 75	св. 50 до 60	св. 40 до 50
Влажный	св. 75	св. 60 до 75	св. 50 до 60
Мокрый	---	св. 75	св. 60

Таблица 5. Условия эксплуатации ограждающих конструкций [2]

Влажностный режим помещений (по табл. 4)	Условия эксплуатации А и Б в зонах влажности (по рис.1)
сухой	нормальный	влажный
Сухой	А	А	Б
Нормальный	А	Б	Б
Влажный или мокрый	Б	Б	Б

Таблица 6. Теплотехнические показатели строительных материалов [2]

№ п/п	Наименование материала	Плотность, g,кг/м3	Коэффициент теплопроводности, l, Вт/м°С	Коэффициент теплоусвоения S, Вт/м2 °С
	А. Тяжелый бетон
	Железобетон		1,92	2,04	17,98	18,95
	Тяжелый бетон		1,74	1,86	16,77	17,88
	Б. Легкий бетон
	Туфобетон		0,41	0,47	6,38	7,20
	Пемзобетон		0,30	0,34	4,69	5,20
	Пемзобетон		0,22	0,26	3,60	4,07
	Керамзитобетон		0,33	0,41	5,03	6,13
	Керамзитобетон		0,24	0,31	3,83	4,77
	Керамзитобетон		0,20	0,26	3,03	3,78
	Керамзитобетон		0,17	0,23	2,55	3,25
	Перлитобетон		0,27	0,33	4,45	5,32
	Перлитобетон		0,19	0,23	3,24	3,84
	Шлакопемзобетон		0,31	0,37	4,87	5,63
	Аглопоритобетон		0,38	0,44	5,39	6,14
	Вермикулитобетон		0,16	0,17	2,87	3,21
	Вермикулитобетон		0,11	0,13	1,94	2,29
	Вермикулитобетон		0,09	0,11	1,52	1,83
	В.Ячеистый бетон
	Газо-, пенобетон		0,22	0,26	3,36	3,91
	Газо-,пеносиликат		0,14	0,15	2,19	2,42
	Газо-,пеносиликат		0,11	0,13	1,68	1,95
	Г. Растворы
	Цементно-песчаный		0,76	0,91	9,60	11,09
	Известково-песчаный		0,70	0,81	8,69	9,76
	Цементно-перлитов.		0,21	0,26	3,73	4,51
	Гипсоперлитовый		0,15	0,19	2,44	2,95
	Гипсоперлитовый		0,13	0,15	2,03	2,35
	Листы гипсовые (сухая штукатурка)		0,19	0,21	3,34	3,66
	Д. Кладка из сплошного кирпича
	Глиняный обыкновенный		0,70	0,81	9,20	10,12
	Глиняный обыкновенный		0,58	0,70	8,08	9,23
	Силикатный		0,76	0,87	9,74	10,90
	Е. Кладка из пустотного кирпича
	Керамический		0,52	0,58	7,01	7,56
	Керамический		0,47	0,52	6,16	6,62
	Силикатный		0,70	0,81	8,59	9,63
	Силикатный		0,64	0,76	7,93	9,01
	Ж.Облицовка природным камнем
	Гранит,базальт		3,49	3,49	25,04	25,04
	Мрамор		2,91	2,91	22,86	22,86
	Известняк		0,56	0,58	7,42	7,72
	Туф		0,24	0,29	4,20	4,80
	З. Изделия из деревянных и др. органических материалов
	Сосна и ель		0,14	0,18	3,87	4,54
	Дуб		0,18	0,23	5,00	5,86
	Фанера клееная		0,15	0,18	4,22	4,73
	Плиты ДВП и ДСП		0,11	0,13	2,95	3,26
	Плиты ДВП и ДСП		0,07	0,08	1,67	1,81
	Плиты фибролитовые и арболит		0,13	0,16	3,21	3,70
	Плиты фибролитовые и арболит		0,11	0,14	2,56	2,99
	Теплоизоляционные материалы
	И. Минераловатные и стекловолокнистые
	Маты минераловат.		0,052	0,06	0,42	0,48
	Плиты минераловат.		0,06 0,052	0,07 0,06	0,64 0,42	0,73 0,48
	К. Полимерные
	Пенополистирол		0,041	0,052	0,65	0,82
	Пенополистирол		0,041	0,05	0,41	0,49
	Пенопласт		0,05	0,052	0,68	0,80
	Пенополиуретан		0,05	0,05	0,67	0,70
	Пенополиуретан		0,04	0,04	0,40	0,42
	Перлитопластбетон		0,041	0,05	0,58	0,66
	Л. Засыпки
	Гравий керамзитовый		0,12	0,13	1,56	1,66
	Гравий керамзитовый		0,11	0,12	1,22	1,30
	Гравий шунгузитовый		0,13	0,14	1,87	2,03
	Вермикулитвспученный		0,09	0,11	1,08	1,24
	Вермикулитвспученный		0,076	0,08	0,70	0,75
	Песок строительный		0,47	0,58	6,95	7,91
	М. Пеностекло
	Газостекло Пеностекло		0,11 0,08	0,12 0,09	1,46 1,01	1,56 1,10
	Н. Кровельные гидроизоляционные материалы
	Асбестоцементные плоские плиты		0,35	0,41	6,14	6,80
	Битумы		0,17	0,17	4,56	4,56
	Асфальтобетон		1,05	1,05	16,43	16,43
	Рубероид, пергамин, толь		0,17	0,17	3,53	3,53
	Линолеум		0,23	0,23	5,87	5,87
	П. Металл и стекло
	Сталь				126,5	126,5
	Алюминий				187,6	187,6
	Стекло оконное		0,76	0,76	10,79	10,79

Таблица 7. Значения коэффициента n

№	Типы ограждающих конструкций	Коэф-т, n
	Наружные стены и покрытия (в т.ч. и вентилируемые); чердачные перекрытия с кровлей из штучных материалов и над проездами
	Перекрытия над холодными подвалами вентилируемыми; чердачные перекрытия с кровлей из рулонных материалов	0,9
	Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами	0,75
	Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых проемов расположенные выше уровня земли	0,6
	Перекрытия над неотапливаемыми техподпольями, расположенными ниже уровня земли	0,4

Таблица 8. Климатические показатели районов строительства

№	Название городов	Зона влажности	Температура наиболее холодной пятидневки, tн, °С	Отопительный период	Повторяемость направлений ветра
Средняя температура, tот. пер, °С	Прод-сть, Zот. Пер	Январь	Июль
С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
	Барнаул	сухая	-39	-7,7
	Благовещенск	нормальная	-34	-10,6
	Архангельск	влажная	-31	-4,4
	Астрахань	сухая	-23	-1,2
	Уфа	сухая	-35	-5,9
	Белгород	нормальная	-23	-1,9
	Брянск	нормальная	-26	-2,3
	Улан-Удэ	сухая	-37	-10,4
	Владимир	нормальная	-28	-3,5
	Волгоград	сухая	-25	-2,2
	Вологда	нормальная	-32	-4,1
	Воронеж	сухая	-26	-3,1
	Н.Новгород	нормальная	-31	-4,1
	Иркутск	сухая	-37	-8,5
	Печора	нормальная	-43	-7,9
	Кемерово	сухая	-39	-8,3
	Кострома	нормальная	-31	-3,9
	Краснодар	сухая	-19
	Новороссийск	сухая	-13
	Красноярск	сухая	-39	-7,6
	Самара	сухая	-30	-5,2
	Курск	нормальная	-26	-2,4
	С.-Петербург	влажная	-26	-1,8
	Москва	нормальная	-26	-3,1
	Саранск	сухая	-30	-4,5
	Мурманск	влажная	-27	-3,2
	Новгород	нормальная	-27	-2,3
	Новосибирск	сухая	-39	-8,7
	Омск	сухая	-37	-8,4
	Оренбург	сухая	-31	-6,3
	Орёл	нормальная	-26	-2,7
	Пенза	сухая	-29	-4,5
	Псков	нормальная	-26	-1,6
	Ростов-на-Дону	сухая	-22	-0,6
	Рязань	нормальная	-27	-3,5
	Саратов	сухая	-27	-4,3
	Екатеринбург	сухая	-35	-6
	Смоленск	нормальная	-36	-2,4
	Сыктывкар	нормальная	-36	-5,8
	Тамбов	сухая	-28	-3,7
	Томск	нормальная	-40	-8,4
	Тула	нормальная	-27	-3
	Челябинск	сухая	-34	-6,5
	Ярославль	нормальная	-31	-4
	Воркута	нормальная	-41	-9,1
	Ухта	нормальная	-39	-6,4
	Тюмень	сухая	-38	-7,2

Таблица 9. Нормативный температурный перепад [2]

№ п/п	Здания и помещения	Нормируемый температурный перепад Dtн,°С
наружных стен	покрытий и чердачных перекрытий
	Жилые, лечебно-профилактические, детские дошкольные и школьные учреждения	4,0	3,0
	Общественные, кроме указанных в п. 1, административно-бытовые	4,5	4,0
	Производственные с сухим и нормальным режимами	tв–tр, но не > 7	0,8(tв– tр),но не > 6
	Производственные с влажным режимом	tв–tр	0,8(tв–tр)

где t_в – температура внутри помещений, °С

t_р– температура точки росы, °С

Таблица10. Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхностиограждающих конструкций [2]

№ п/п	Внутренняя поверхность ограждающих конструкций	Коэффициенттеплоотдачи, aв, Вт/м2 °С
	Стен, полов, гладких потолков, потолков c выступающими ребрами при отношении высоты h ребер к расстоянию a между гранями соседних ребер. h/a£ 0,3	8,7
	Потолков с выступающими ребрами при отношении h/a> 3	7,6

Таблица 11. Коэффициент теплоотдачи наружной поверхностиограждающих конструкций [2]

Наружная поверхность ограждающих конструкций

Коэффициент теплоотдачи для зимних условий aн, Вт/м2·°С

Наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами и над холодными подпольями без ограждающих стенок Перекрытий над холодными подвалами, сообщающимся с наружным воздухом; перекрытий над холодными подпольями с ограждающимися стенками в Северной строительно-климатической зоне Перекрытий чердачных и над не отапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах Перекрытий над не отапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли, над не отапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли

Таблица 12. Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций [2], исходя из условий энергосбережения