Цифровые библиотеки и аудиокниги на дисках почтой от INNOBI.RU
  Новости   Библиотека   Ссылки   Карта сайта   О сайте  
предыдущая главасодержаниеследующая глава

§ 2. Особенности теплотехнических расчетов

Одним из основных факторов, определяющих санитарно-гигиенические условия в отапливаемых помещениях ("внутренний климат"), являются теплотехнические свойства ограждающих конструкций: термическое сопротивление, температурно-влажностный режим и сопротивление воздухопроницаемости.

Показатели сопротивления теплопередаче и воздухопроницаемости определяются по формулам, приведенным в СНиП, в зависимости от назначения и вида ограждающей конструкции, положения ее по отношению к наружному воздуху, показателя тепловой инерции ограждения и климатологических показателей внешней и внутренней среды (табл. II-1-II-4). В табл. II-5 приведены требуемые сопротивления теплопередаче и воздухопроницаемости для различных ограждений конструкций жилых зданий, подсчитанные по СНиП для четырех климатических зон. Термическое сопротивление Rтр0 перекрытий над подпольем подсчитано с коэффициентом n = 0,75, как для перекрытия над "холодным" подпольем.

Таблица II-5. Требуемые сопротивления теплопередаче и воздухопроницаемость для ограждающих конструкций жилых зданий
Таблица II-5. Требуемые сопротивления теплопередаче и воздухопроницаемость для ограждающих конструкций жилых зданий

Примечания:

  1. Сопротивления подсчитаны по климатическим данным табл II-4.
  2. Термические сопротивления перекрытий над открытыми продуваемыми подпольями следует увеличивать на 25 %.
  3. Внутренняя темпера тура жилых помещений принята равной 20 °С.
  4. Д - показатель тепловой инерции; m - коэффициент, зависящий от показателя тепловой инерции; R0тр требуемое термическое сопротивление в м2ч. град/мал; Rтрои - требуемое сопротивление воздухопроницаемости всей толщи ограждения в м2мм вод. ст. ч/кг, Rтр1/4и - требуемое сопротивление воздухопроницанию наружной части ограждения толщиной до 1/4 его толщины в м2мм. вод. ст. ч/кг.

Расчет на паропроницаемость производится с целью определения температурно-влажностного режима, в ограждающих конструкциях; их чрезмерное увлажнение вследствие конденсации водяного пара, содержащегося во внутреннем воздухе, приводит не только к ухудшению санитарно-гигиенических условий в здании, но и к сокращению срока службы самого ограждения. В специальной литературе приводятся два метода расчета: при стационарных условиях диффузии водяного пара и при нестационарных. Второй метод, называемый также методом последовательного увлажнения, отличается большой трудоемкостью, поэтому возможность применения его в проектировании ограничена.

Метод расчета влажностного режима ограждений при стационарных условиях диффузии водяного пара является приближенным, но он прост и дает возможность судить о том, будет ли ограждение гарантировано от конденсации в нем влаги. Оценивая результаты такого расчета с точки зрения влажностным показателей ограждения, можно считать:

  • вполне удовлетворительными ограждения, в которых в течение холодного периода года влага не конденсируется;
  • удовлетворительными ограждения, в которых за теплое время года успевает испариться вся влага, накопившаяся в течение холодного периода;
  • неудовлетворительными ограждения, в которых количество влаги, испаряющееся за теплое время года, менее количества конденсата, образовавшегося в течение холодного периода.

В последнем случае конструкция ограждения не всегда будет увлажняться в нарастающей степени, так как увеличение соотношения влажностей ограждения и воздуха, создавшееся в первом году, может вызвать увеличение интенсивности высыхания ограждения во второе лето и т. п. Таким образом, результаты расчета влажностного режима ограждающих конструкций при стационарных условиях содержат некоторый запас надежности, размер которого можно определить лишь по мере накопления данных исследований.

В приводимых ниже расчетах приняты следующие обозначения:

tВ - температура воздуха внутри помещения в °С;

φВ - относительная влажность воздуха внутри помещения в %;

ЕВ - максимальная упругость водяного пара внутри помещения в мм рт. ст.;

еВ - фактическая упругость водяного пара внутри помещения в мм рт. ст.;

t3 - расчетная температура наружного воздуха за холодный период года в °С;

φ3 - расчетная относительная влажность воздуха в %;

Е3 - максимальная упругость водяного пара, соответствующая температуре t, в мм рт. ст.;

е3 - расчетная упругость водяного пара, равная E3φ3/100 в мм рт. ст.;

z3- продолжительность холодного периода в ч;

tЛ - расчетная температура наружного воздуха за теплый период года в °С;

φЛ - относительная влажность в %;

ЕЛ - максимальная упругость водяного пара, соответствующая температуре tЛ в мм рт. ст.;

еЛ - расчетная упругость водяного пара, равная EЛφЛ/100, мм рт. ст.;

zЛ - продолжительность летнего периода в ч;

τ0, τ1, ... - температуры ограждения в плоскостях 0,1 и т. д. в °С;

δ0-1; δ1-2, ... - толщины слоев 0-1, 1-2 и т. д. в м;

λ0-1, λ1-2, ... - коэффициенты теплопроводности материалов слоев 0-1, 1-2 и т. д. в ккал/м*ч*град;

S0-1, S1-2, ... - коэффициенты теплоусвоения материала слоев 0-1, 1-2 и т. д. в ккал/м2*ч*град;

μ0-1, μ1-2, ... - коэффициенты паропроницаемости материала слоев 0-1, 1-2 и т. д. в г/м*мм рт. ст. ч;

R0p - требуемое общее термическое сопротивление ограждающей конструкции в м2*ч*град/ккал;

R0 - общее расчетное термическое сопротивление ограждающей конструкции в м2*ч*град/ккал;

RВ - сопротивление теплопереходу у внутренней поверхности ограждения в м2*ч*град/ккал;

RН - то же, у наружной поверхности;

R0-1, R1-2, ... - термическое сопротивление слоев 0-1, 1-2 и т. д. в м2*ч*град/ккал;

D - показатель тепловой инерции ограждения;

m - коэффициент, зависящий от степени тепловой инерции (массивности) ограждения;

v - расчетная скорость ветра за 3 холодных месяца в м/сек;

Rтрои - требуемое общее сопротивление ограждения воздухопроницанию в м2*мм вод. ст. ч/кг;

Rои - общее расчетное сопротивление ограждения воздвухопроницанию в м2*мм вод. ст. ч/кг;

Rтр1/4и -требуемое сопротивление воздухопроницаемости наружной части ограждения толщиной до 1/4 всей его толщины в м2*мм вод. ст. ч/кг;

R1/4и - то же, расчетное сопротивление воздухопроницаемости;

RОП - общее расчетное сопротивление ограждения паропроницанию в м2*мм рт. ст. ч/г;

RПВ - сопротивление паропереходу у внутренней поверхности ограждения в м*мм рт. ст. ч/г;

RПН -то же, у наружной поверхности;

Rп0-1, Rп1-2, ... - сопротивление паропроницаемости слоев 0-1, 1-2 и т. д. в м2*мм рт. ст. ч/г;

P1 - количество водяного пара, проникающего в течение холодного периода из помещения к внутренней границе зоны конденсации, в г/ч*м;

P2 - количество водяного пара, проникающего в течение холодного периода от наружной границы зоны конденсации наружу, в г/ч*м.

Pω - количество водяного пара, конденсирующегося в ограждении в течение холодного периода, в г/ч*м2;

P1' - количество влаги, испаряющейся с внутренней границы зоны конденсации внутрь помещения в течение теплого периода, в г/ч*м2;

P'2 - количество влаги, испаряющейся с наружной границы зоны конденсации наружу;

P"1 - количество влаги, испаряющейся из середины зоны конденсации внутрь;

P"2 - количество влаги, испаряющейся из середины зоны конденсации наружу;

Pвыс - среднее количество влаги, испаряющейся из ограждения в течение теплого периода в г/ч*м2;

W - общее количество влаги образующейся в ограждении за весь холодный период, в г/м2;

P - общее количество влаги, испаряющейся из ограждения за весь теплый период, в г/м2;

γ - объемный вес материала в кг/м3.

Таблица II-6. Данные для расчетов на паропроницаемость
Таблица II-6. Данные для расчетов на паропроницаемость

Исходные данные, зависящие от климатических условий, для расчетов на паропроницаемость могут приниматься по табл. II-6. При подсчете показателей этой таблицы продолжительности холодного и теплого периодов приняты условно по следующему признаку: месяцы, для которых средняя температура - 10°С и ниже (вызывающая в массивном однослойном ограждении конденсацию водяного пара), отнесены к холодному периоду, прочие - к теплому. Средние за период температуры и относительные влажности приняты как среднеарифметическое из соответствующих среднемесячных показателей табл. II-4.

Расчетные физические показатели материалов (γ; λ; S; μ), сопротивления теплопереходу (RВ; RН), значения коэффициентов (m, n), температурный перепад ΔtH, сопротивления материалов воздухопроницаемости и паропроницаемости слоев и покрытий принимаются по СНиП, а значения максимальной упругости водяного пара для различных температур - по таблице значений Е для различных температур [15].

Таблица II-7. Конструктивные слои стены к примеру теплотехнического расчета ограждения
Таблица II-7. Конструктивные слои стены к примеру теплотехнического расчета ограждения

Пример. Определим толщину стены жилого дома из шлакобетонных блоков на легком растворе в условиях IV климатической зоны и проверим ее на воздухопроницаемость и паропроницаемость, учитывая внутренний и наружный отделочные слои. Внутренняя температура tВ = 20°С, влажность φв = 55 %. Конструкция стены показана на рис. II-51, а физические показатели слоев приведены в табл. II-7.

Рис. II-51. Графическая, часть расчета стены по паропроницанию
Рис. II-51. Графическая, часть расчета стены по паропроницанию

Расчет по термическому сопротивлению;


Предположим, что коэффициент m = 1.


Принимаем толщину шлакоблочного слоя стены δ3-4 равной 90 см.


Следовательно, коэффициент m = 1 принят правильно.

Расчет по сопротивлению воздухопроницаемости


Числовые значения сопротивлений воздухопроницаемости отдельных слоев приняты по СНиП с приведением к фактической толщине слоев и их составу.


Расчет по сопротивлению паропроницаемости (по К. Ф. Фокину)


Сопротивления паропроницаемости отдельных слоев стены последовательно откладываются на миллиметровой бумаге в масштабе 1 м2* мм рт. ст. ч/г ~ 1 мм и через граничные точки (0, 1, 2, 3,4 и 5) проводятся вертикальные линии. В результате такого построения получается расчетная схема стены (вертикальное сечение), вычерченная в масштабе сопротивления паропроницаемости и являющаяся основой для наложения на нее графической части расчета, как показано на рис. II-51.

Исходные данные, характеризующие стационарные условия холодного периода:


Падение температуры в стене изнутри наружу, приходящееся на единицу термического сопротивления:


Промежуточные температуры на границах конструктивных слоев, стены:


В верхней части рис. II-51 нанесена линия падения температуры в масштабе 1°~1 мм, состоящая из отрезков прямых в границах каждого одно-родного слоя. Выполнение чертежа на миллиметровой бумаге дает возможность непосредственного прочтения температуры в любой плоскости стены, пользуясь шкалой, нанесенной слева. В пределах слоя шлакоблочной кладки (3-4) на пересечениях жирных линий миллиметровой сетки с линией падения температуры прочитываются и записываются промежуточные температуры.

По таблице максимальной упругости водяного пара для всех промежуточных температур выписываются значения τ и в масштабе 1 мм рт. ст. ~ 10 мм на рис. II-51 вычерчивается линия падения максимального давления водяного пара в стене


В том же масштабе наносится вспомогательная линия падения фактического давления водяного пара е. Эта линия представляет собой прямую, соединяющую точки ев и е3, так как разнородные слои стены вычерчены в масштабе сопротивления паропроницаемости.


Если бы линия падения Е не пересекалась с линией падения е, то это указывало бы на отсутствие конденсации водяных паров в стене, и конструкцию можно было бы считать вполне удовлетворительной. В данном случае линии Е и е на рис. II-51 пересекаются, что указывает на возможность образования конденсата.

Действительная линия падения давления водяного пара в стене пройдет по касательным из точек ев и е3 к линии падения Е и по отрезку линии падения Е, заключенному между точками касания а' и а". Вертикальные плоскости проведенные через точки а' и а", выделяют зону конденсации, в пределах которой фактическое давление водяного пара достигло максимального значения, следствием чего и явилось выпадение конденсата.

Сопротивление паропроницаемости слоев, отделяющих левую границу зоны конденсации от внутренней среды (по масштабу на рис. II-51), RП(в-а') = 40 00 мм2*мм т. ст. ч/г; для слоев, отделяющих правую границу от наружной среды RП(а"-н) = 14,15 м2*мм рт. ст. ч/г. Давления водяного пара на левой границе зоны конденсации еа' = 3,00 мм рт. ст. и на правой еа" = 0,53 мм рт. ст.

Количество водяного пара, проникающего из помещения к левой границе зоны конденсации,


Количество водяного пара, проникающего от правой границы зоны конденсации наружу,


Количество конденсата, выпадающего в ограждении за 1 ч,


Общее количество конденсата, образующегося в ограждении за весь холодный период,


Исходные данные, характеризующие стационарные условия теплого периода,


Падение температуры в ограждении, приходящееся на единицу термического сопротивления,


Толщина слоя шлакоблочной кладки, заключенной между плоскостями 3 и а',


где


То же, между плоскостями 3 и а":


Температуры в зоне конденсации, соответствующие теплому периоду,


С наступлением летнего периода в зоне конденсации фактические давления водяного пара е также равны максимальным значениям Е; так же, как и для зимнего периода, их величины устанавливаются по таблице значений максимальной упругости в зависимости от летних температур:


По этим данным на рис. II-51 нанесены две линии падения е, соответствующие двум крайним стадиям испарения влаги из зоны конденсации: для начальной стадии - от ее границ и для конечной стадии - от ее середины.

Количество влаги, испаряющейся с левой границы зоны конденсации внутрь помещения,


То же с правой границы наружу:


То же, из середины зоны конденсации внутрь помещения:


То же, наружу:


Среднее количество влаги, испаряющейся за 1 ч,


Общее количество влаги, испаряющейся за весь теплый период,


Из сравнения результатов расчета за холодный и теплый периоды видно, что P = 756 г/м2 > W = 717 г/м2, т. е. количество влаги, которое может испариться за теплое время года, превышает количество конденсата, образующегося в течение холодного периода. Это указывает на удовлетворительное решение стены с точки зрения ее влажностного режима.

предыдущая главасодержаниеследующая глава



Куплю подсолнечный шрот купить подсолнечного шрота.
http://euromarca.ru/ силиконовые сапоги детские для мальчиков.



Пользовательского поиска



© Злыгостев Алексей Сергеевич подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://townevolution.ru/ "TownEvolution: История архитектуры и градостоительства"