Расчет паропроницаемости

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент научно-технологической политики и образования

ФГБОУ ВО

КОСТРОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Архитектурно – строительный факультет (заочное отделение)

Кафедра «Технология, организация и экономика строительства»

Контрольная работа

По дисциплине:

«Строительная физика»

Реферат принят к проверке

«__»_______________201_г.

________________________

Реферат проверен и передан студенту

Для исправления:

«__»_______________201_г.

Дата и оценка защиты реферата Выполнил студент

«__» ______________201_г. ___ группы____ курса

_______________________ _____________________

(Неудовлетворительно, ____________________________

Удовлетворительно, ____________________________

Хорошо Отлично) (подпись студента)

 

Кострома- 201__ - Караваево

 

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: Тотьма

Относительная влажность воздуха: φ_в=79%

Тип здания или помещения: Жилые

Вид ограждающей конструкции: Наружные стены

Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания: t_в=24°C

3. Расчет:

Согласно таблицы 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего воздуха здания t_int=24°C и относительной влажности воздуха φ_int=79% влажностный режим помещения устанавливается, как мокрый.

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 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

гдеt_в-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C

t_в=24°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=-4.5 °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=232 сут.

Тогда

ГСОП=(24-(-4.5))232=6612 °С·сут

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

Ro^норм=0.00035·6612+1.4=3.71м²°С/Вт

Поскольку произведен расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление здания то сопротивление теплопередаче Ro^норм может быть меньше нормируемого Ro^тр,на величину m_p

Ro^норм=Ro^тр0.63

Ro^норм=2.34м²·°С/Вт

 

Поскольку населенный пункт Тотьма относится к зоне влажности - нормальной, при этом влажностный режим помещения - мокрый, 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 показана на рисунке:

 

1.KNAUF ThermFacade, толщина δ₁=0.05м, коэффициент теплопроводности λ_Б1=0.047Вт/(м°С), паропроницаемость μ₁=0.026мг/(м·ч·Па)

2.Кладка из керамического пустотного кирпича ГОСТ 530(p=1100кг/м.куб), толщина δ₂=0.36м, коэффициент теплопроводности λ_Б2=0.52Вт/(м°С), паропроницаемость μ₂=0.17мг/(м·ч·Па)

3.URSA GEO ФАСАД, толщина δ₃=0.15м, коэффициент теплопроводности λ_Б3=0.043Вт/(м°С), паропроницаемость μ₃=0.5мг/(м·ч·Па)

 

4.Листы гипсовые обшивочные ГОСТ 6266 (p=800 кг/м.куб), толщина δ₄=0.012м, коэффициент теплопроводности λ_Б4=0.21Вт/(м°С), паропроницаемость μ₄=0.075мг/(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=23 Вт/(м²°С) -согласно п.1 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для наружных стен.

R₀^усл=1/8.7+0.05/0.047+0.36/0.52+0.15/0.043+0.012/0.21+1/23

R₀^усл=5.46м²°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 =0.92

Тогда

R₀^пр=5.46·0.92=5.02м²·°С/Вт

Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R₀^пр больше требуемого R₀^норм(5.02>2.34) следовательно представленная ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.

 

Расчет паропроницаемости

Для определения плоскости возможной конденсации определим для каждого слоя значение комлекса f _i(t_м.у.) cогласно СП 50.13330.2012 по формуле (8.7)

f _i(t_м.у.)=5330·R_о.п.·(t_в-t_н.отр)·μ_i/R₀^усл/(e_в-e_н.отр)/λ_i;

гдеR_о.п.-общее сопротивление паропроницаемости ограждающей конструкции м²·ч·Па/мг определяемое согласно 8.7 СП 50.13330.2012

R_о.п.=0.05/0.026+0.36/0.17+0.15/0.5+0.012/0.075=4.5м2·ч·Па/мг

R₀^усл-условное сопротивление теплопередаче однородной многослойной ограждающей конструкции м²·⁰С/Вт

R₀^усл=5.46м²·⁰С/Вт

t_н.отр-средняя температура наружного воздуха для периода с отрицательными среднемесячными температурами, ⁰С

t_н.отр=-8.4⁰С -согласно таблицы 1 СП131.13330.2012

t_в-расчетная температура внутреннего воздуха здания, ⁰С

t_в=24⁰С -согласно исходных данных

e_в-парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па

e_в=(φ_в/100)E

E - парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_в принимается по формуле (8.10) СП 50.13330.2012: при t_в = 24°С E = 1,84·10¹¹exp(-5330/(273+24)=2957Па

e_в=(79/100)2957=2336Па

e_н.отр-среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, Па

e_н.отр=1,84·10¹¹exp(-5330/(273+(-8.4))=329Па для температуры t_н.отр=-8.4⁰С согласно формуле (8.10) СП50.13330.2012

λ_i и μ_i-расчетные коэффициенты теплопроводности, Вт/(м²)·⁰С и паропроницаемости мг/(м·ч·Па)

Для каждого значения f _i(t_м.у.) определим по таблице 11 СП 50.13330.2012 значение t_м.у. и температуру на границе слоев t_н и t_к определенную по формуле (8.10)СП 50.13330.2012

 

 

№ слоя	Наименование материала	f i(tм.у.)	tм.у.	tн	tк
	KNAUF ThermFacade	39.2	17.2	-8.1	-1.8
	Кладка из керамического пустотного кирпича ГОСТ 530(p=1100кг/м.куб)	23.2	10.2	-1.8	2.3
	URSA GEO ФАСАД	824.6	-27.1	2.3
	Листы гипсовые обшивочные ГОСТ 6266 (p=800 кг/м.куб)	25.3	11.1		23.3

Согласно п.8.5.5 СП 50.13330.2012 плоскость максимального увлажнения находиться между слоями №2 и 3 т.е. на поверхности слоя URSA GEO ФАСАД

Определим паропроницаемость R_n, м2·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации)

R_n=0.012/0.075+0.15/0.5=0.46м2·ч·Па/мг

Сопротивление паропроницаниюR_n, м2·ч·Па/мг, должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию, определяемых по формулам 8.1 и 8.2 СП 50.13330.2012, приведенных соответственно ниже:

R_n1^тр = (e_в - E)R_п.н/(E - e_н);

R_n2^тр = 0,0024z₀(e_в - E₀)/(p_wδ_wΔw_av + η),

гдеe_в - парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле 8.3 СП 50.13330.2012

е_в = (φ_в/100)E_в

E_в - парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_в определяется по формуле 8.8 СП 50.13330.2012: при t_в = 24°С E_в = 1,84·10¹¹exp(-5330/(273+24))=2957Па. Тогда

e_в=(79/100)×2957=2336Па

 

Е - парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле Е = (Е₁z₁ + E₂z₂ + E₃z₃)/12,

где E₁, Е₂, Е₃ - парциальные давления водяного пара, Па, принимаемые по температуре t_i, в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов; z₁, z₂, z₃, - продолжительность, мес, соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая 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.

Для определения t_i определим ∑R-термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации

∑R=0.15/0.043+0.012/0.21+1/8.7=3.66м²·°С/Вт

Установим для периодов их продолжительность z_i, сут, среднюю температуру t _i, °С, согласно СП 131.133330.2012 и рассчитаем соответствующую температуру в плоскости возможной конденсации t_i, °С, по формуле 8.10 СП 50.13330.2012 для климатических условий населенного пункта Тотьма

:зима (январь,февраль,декабрь)

z₁=3мес;

t₁ =[(-12.8)+(-11)+(-9.7)]/3=-11.2°С

t₁=24-(24-(-11.2))3.66/5.46=0.4°С

:весна-осень (март,апрель,октябрь,ноябрь)

z₂=4мес;

t₂ =[(-4.1)+(2.8)+(2.4)+(-4.3)]/4=-0.8°С

t₂=24-(24-(-0.8))3.66/5.46=7.4°С

:лето (май,июнь,июль,август,сентябрь)

z₃=5мес;

t₃ =[(9.8)+(14.7)+(17.2)+(14.4)+(8.7)]/5=13°С

t₃=24-(24-(13))3.66/5.46=16.6°С

По температурам(t₁,t₂,t₃) для соответствующих периодов года определим по формуле 8.8 СП 50.13330.2012 парциальные давления(Е₁, Е₂, Е₃) водяного пара E₁=628.3 Па,E₂=1022.1 Па,E₃=1869.6 Па,

Определим парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции для соответствующих продолжительностей периодов z₁,z₂,z₃

E=(628.3·3+1022.1·4+1869.6·5)/12=1276.8Па.

Сопротивление паропроницаниюR_п.н, м²·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, определяется по формуле 8.9 СП 50.13330.2012

R_п.н=0.05/0.026+0.36/0.17=4.04м²·ч·Па/мг

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха e_н, Па, за годовой период определяется по СП 131.13330.2012 (таблица 7.1)

е_н=(240+240+330+510+760+1150+1420+1330+960+630+430+310)/12=693Па

По формуле (8.1) СП 50.13330.2012 определим нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации

R_n1^тр=(2336-1276.8)4.04/(1276.8-693)=7.33м2·ч·Па/мг

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию R_n2^тр из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха берем определенную по таблице 5.1 СП 131.13330.2012 продолжительность этого периода z₀, сут, среднюю температуру этого периода t₀, °C: z₀ =151сут, t₀=-8.4⁰C

Температуру t₀, °С, в плоскости возможной конденсации для этого периода определяют по формуле (8.10) СП 50.13330.2012

t₀=24-(24-(-8.4))·3.66)/5.46=2.3°С

 

Парциальное давление водяного пара Е₀, Па, в плоскости возможной конденсации определяют по формуле (8.8) СП 50.13330.2012 при t₀ =2.3°С равным Е₀ =1,84·10¹¹exp(-5330/(273+(2.3))=718.7Па.

Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги материалах URSA GEO ФАСАД и Кладка из керамического пустотного кирпича ГОСТ 530(p=1100кг/м.куб) согласно таблице 10 СП 50.13330.2012 Δw₁ =3% Δw₂ =1.5% соответственно. Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, согдасно СП 131.13330.2012 равна e_н.отр=310 Па.

Коэффициент η определяется по формуле (8.5) СП 50.13330.2012

η=0.0024(E₀-e_н.отр)z₀/R_п.н.=0.0024(718.7-310)151/4.04=36.7

Определим R_n2^тр по формуле (8.2) СП 50.13330.2012

R_n2^тр=0.0024·151(2336-718.7)/(11·(0.15/2·3+0.36/2·1.5)+36.7)=13.91 м2·ч·Па/мг.

Условие паропроницаемости не выполняются R_n< R_n1^тр (0.46<7.33) R_n< R_n2^тр (0.46<13.91)

 

 

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: Тотьма

Относительная влажность воздуха: φ_в=79%

Тип здания или помещения: Жилые

Вид ограждающей конструкции: Наружные стены

Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания: t_в=24°C

3. Расчет:

Согласно таблицы 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего воздуха здания t_int=24°C и относительной влажности воздуха φ_int=79% влажностный режим помещения устанавливается, как мокрый.

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 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

гдеt_в-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C

t_в=24°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=-4.5 °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=232 сут.

Тогда

ГСОП=(24-(-4.5))232=6612 °С·сут

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

Ro^норм=0.00035·6612+1.4=3.71м²°С/Вт

Поскольку произведен расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление здания то сопротивление теплопередаче Ro^норм может быть меньше нормируемого Ro^тр,на величину m_p

Ro^норм=Ro^тр0.63

Ro^норм=2.34м²·°С/Вт

 

Поскольку населенный пункт Тотьма относится к зоне влажности - нормальной, при этом влажностный режим помещения - мокрый, 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 показана на рисунке:

 

1.Кладка из силикатного кирпича (ГОСТ 379) на ц.-п. р-ре, толщина δ₁=0.36м, коэффициент теплопроводности λ_Б1=0.87Вт/(м°С), паропроницаемость μ₁=0.11мг/(м·ч·Па)

2.Воздушная прослойка до 1см, толщина δ₂=0.01м, коэффициент теплопроводности λ_Б2=0.14Вт/(м°С), паропроницаемость μ₂=0мг/(м·ч·Па)

4.LINEROCK Фасад, толщина δ₄=0.15м, коэффициент теплопроводности λ_Б4=0.043Вт/(м°С), паропроницаемость μ₄=0.3мг/(м·ч·Па)

5.Плиты древесно-волокнистыс (p=800 кг/м.куб), толщина δ₅=0.01м, коэффициент теплопроводности λ_Б5=0.23Вт/(м°С), паропроницаемость μ₅=0.12мг/(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=23 Вт/(м²°С) -согласно п.1 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для наружных стен.

R₀^усл=1/8.7+0.36/0.87+0.01/0.14+0.15/0.043+0.01/0.23+1/23

R₀^усл=4.18м²°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 =0.92

Тогда

R₀^пр=4.18·0.92=3.85м²·°С/Вт

 

Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R₀^пр больше требуемого R₀^норм(3.85>2.34) следовательно представленная ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.