Расчет паропроницаемости

You are currently viewing Расчет паропроницаемости

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

fi(tм.у.)=5330·Rо.п.·(tв-tн.отр)·μi/R0усл/(eв-eн.отр)/λi;

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

Rо.п.=0.025/0.008+0.1/0.11+0.11/0.14+0.09/0.03=7.82м2·ч·Па/мг

R0усл-условное сопротивление теплопередаче однородной многослойной ограждающей конструкции м2·0С/Вт

R0усл=0.85м2·0С/Вт

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

tн.отр=-5.20С -согласно таблицы 1 СП131.13330.2012

tв-расчетная температура внутреннего воздуха здания, 0С

tв=200С -согласно исходных данных

eв-парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па

eв=(φв/100)E

E — парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре tв принимается по формуле (8.10) СП 50.13330.2012 : при tв = 20°С E = 1,84·1011exp(-5330/(273+20)=2315Па

eв=(55/100)2315=1273Па

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

eн.отр=1,84·1011exp(-5330/(273+(-5.2))=418Па для температуры tн.отр=-5.20С согласно формуле (8.10) СП50.13330.2012

λi и μi-расчетные коэффициенты теплопроводности, Вт/(м20С и паропроницаемости мг/(м·ч·Па)

Для каждого значения fi(tм.у.) определим по таблице 11 СП 50.13330.2012 значение tм.у. и температуру на границе слоев tн и tк определенную по формуле (8.10)СП 50.13330.2012

№ слояНаименование материалаfi(tм.у.)tм.у.tнtк
1Битумы нефтяные (ГОСТ 6617, ГОСТ 9548)(p=1200кг/м.куб)52.613.7-2.70.6
2Керамзитобетон на керамзитовом песке (p=1200 кг/м.куб)305.7-13.70.66.3
3Газобетон (p=800кг/м.куб)546.9-21.66.315.2
4Железобетон (ГОСТ 26633)21.39.315.216.5

Согласно п.8.5.5 СП 50.13330.2012 плоскость максимального увлажнения находиться между слоями №1 и 2 т.е. на поверхности слоя Керамзитобетон на керамзитовом песке (p=1200 кг/м.куб)

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

Rn=0.09/0.03+0.11/0.14+0.1/0.11=4.69м2·ч·Па/мг

Сопротивление паропроницанию Rn, 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 :

Rn1тр = (eв — E)Rп.н/(E — eн);

Rn2тр = 0,0024z0(eв — E0)/(pwδwΔwav + η),

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

ев = (φв/100)Eв

Eв — парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре tв определяется по формуле 8.8 СП 50.13330.2012: при tв = 20°С Eв = 1,84·1011exp(-5330/(273+20))=2315Па. Тогда

eв=(55/100)×2315=1273Па

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 ti, 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 ti определим ∑R-термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации

∑R=0.1/0.52+0.11/0.37+0.09/2.04=0.53м2·°С/Вт

Установим для периодов их продолжительность zi, сут, среднюю температуру ti, °С, согласно СП 131.133330.2012 и рассчитаем соответствующую температуру в плоскости возможной конденсации ti, °С, по формуле 8.10 СП 50.13330.2012для климатических условий населенного пункта Брянск

:зима (январь,февраль)

z1=2мес;

t1 =[(-7.4)+(-6.6)]/2=-7°С

t1=20-(20-(-7))((0.115+0.53)0.92)/0.78=-0.5°С

:весна-осень (март,ноябрь,декабрь)

z2=3мес;

t2 =[(-1.2)+(-0.4)+(-5)]/3=-2.2°С

t2=20-(20-(-2.2))((0.115+0.53)0.92)/0.78=3.1°С

:лето (апрель,май,июнь,июль,август,сентябрь,октябрь)

z3=7мес;

t3 =[(7)+(13.6)+(16.9)+(18.4)+(17.2)+(11.7)+(5.6)]/7=12.9°С

t3=20-(20-(12.9))((0.115+0.53)0.92)/0.78=14.6°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=589.1 Па,E2=760.2 Па,E3=1645 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=(589.1·2+760.2·3+1645·7)/12=1247.8Па.

Сопротивление паропроницанию Rп.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

Rп.н=0.025/0.008=3.13м2·ч·Па/мг

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

ен=(310+320+410+680+960+1290+1500+1430+1070+750+540+400)/12=805Па

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

Rn1тр=(1273-1247.8)3.13/(1247.8-805)=0.18м2·ч·Па/мг

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию Rn2тр из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха берем определенную по таблице 3.1 СП 131.13330.2012 продолжительность этого периода z0, сут, среднюю температуру этого периода t0, °C: z0 =131сут, t0=-5.20C

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

t0=20-(20-(-5.2)·(0,115+0.53)0.92)/0.78=0.8°С

Парциальное давление водяного пара Е0, Па, в плоскости возможной конденсации определяют по формуле (8.8) СП 50.13330.2012 при t0 =0.8°С равным Е0 =1,84·1011exp(-5330/(273+(0.8))=646.4Па.

Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги материалах Керамзитобетон на керамзитовом песке (p=1200 кг/м.куб) и Битумы нефтяные (ГОСТ 6617, ГОСТ 9548)(p=1200кг/м.куб) согласно таблице 10 СП 50.13330.2012 Δw1 =5% Δw2 =10% соответственно. Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, для t0=-5.2°С, согласно формуле (8.10) СП 50.13330.2012 равна e0ext=1,84·1011exp(-5330/(273+(-5.2))=418 Па.

Коэффициент η определяется по формуле (8.5) СП 50.13330.2012

η=0.0024(E0-eн.отр)z0/Rп.н.=0.0024(646.4-418)131/3.13=22.9

Определим Rn2тр по формуле (8.2) СП 50.13330.2012

Rn2тр=0.0024·131(1273-646.4)/(1200·(0.1/2·5+0.025/2·10)+22.9)=0.61 м2·ч·Па/мг.

Условие паропроницаемости выполняются Rn>Rn1тр (4.69>0.18) , Rn>Rn2тр (4.69>0.61)

Расчет распределения парциального давления водяного пара по толще стены и определение возможности образования конденсата в толще стены (расчет точки росы)

Для проверки конструкции на наличие зоны конденсации внутри стены определяем сопротивление паропроницанию стены Rn по формуле (8.9) СП 50.13330.2012(здесь и далее сопротивлением влагообмену у внутренней и наружной поверхностях пренебрегаем).

Rn=0.025/0.008+0.1/0.11+0.11/0.14+0.09/0.03=7.82 м2·ч·Па/мг.

Определяем парциальное давление водяного пара внутри и снаружи стены по формуле(8.З) и (8.8) СП 50.13330.2012

tв=20°С; φв=55%;

eв=(55/100)×2315=1273Па;

tн=-7.4°С

где tн-средняя месячная температура наиболее холодного месяца в году принимаемая по таблице 5.1 СП 131.13330.2012.

φн =84%;

где φн-cредняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, принимаемая по таблице 3.1 СП 131.13330.2012.

eн=(84/100)×1,84·1011exp(-5330/(273+(-7.4))=297Па

Определяем температуры ti на границах слоев по формуле (8.10) СП50.13330.2012, нумеруя от внутренней поверхности к наружной, и по этим температурам — максимальное парциальное давление водяного пара Еiпо формуле (8.8) СП 50.13330.2012:

t1=20-(20-(-7.4))·(0.115)·0.92/0.78=16.3°С;

eв1=1,84·1011exp(-5330/(273+(16.3))=1834Па

t2=20-(20-(-7.4))·(0.115+0.04)·0.92/0.78=15°С;

eв2=1,84·1011exp(-5330/(273+(15))=1688Па

t3=20-(20-(-7.4))·(0.115+0.34)·0.92/0.78=5.3°С;

eв3=1,84·1011exp(-5330/(273+(5.3))=886Па

t4=20-(20-(-7.4))·(0.115+0.53)·0.92/0.78=-0.8°С;

eв4=1,84·1011exp(-5330/(273+(-0.8))=577Па

t5=20-(20-(-7.4))·(0.115+0.64)·0.92/0.78=-4.4°С;

eв5=1,84·1011exp(-5330/(273+(-4.4))=443Па

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

ei = eв-(евн)∑R/Rn

где ∑R — сумма сопротивлений паропроницанию слоев, считая от внутренней поверхности. В результате расчета получим следующие значения:

e1=1273Па

e2=1273-(1273-(297))·(3)/7.82=898.6Па;

e3=1273-(1273-(297))·(3.79)/7.82=800Па;

e4=1273-(1273-(297))·(4.7)/7.82=686.4Па;

e5=297Па

– – – – распределение действительного парциального давления водяного пара e

–––––– распределение максимального парциального давления водяного пара Е

Вывод: Кривые распределения действительного и максимального парциального давления пересекаются. Возможно выпадение конденсата в конструкции стены.