Проверка на выпадение росы в толще ограждения.

Исходные данные.

Пункт строительства – Саратов

1. Средние месячные температуры, упругости водяных паров и максимальные амплитуды колебания температуры воздуха

2. Температуры воздуха, ^оС:

Абсолютно минимальная                          -41

Средняя наиболее холодных суток          -34

Средняя наиболее холодной пятидневки -25

Средняя отопительного периода               -5,0  

  1.3 Продолжительность периодов, сут.:

                              Влагонакопления                                       149

                                  Отопительного                                           198

1.4 Повторяемость [П] и скорость [v] ветра

1.5 Интенсивность солнечной радиации в июле, Вт/м²

На фасад западной ориентации:    максимальная    780

                                                                  Средняя            193

На горизонтальную поверхность:     максимальная      850

                                                               Средняя               328

1.6 разрез исследуемого ограждения

1.7 Назначение здания – клуб

1 – штукатурка известково-песчаная

2 – бетон на вулканическом шлаке (1600 кг/м³)

3 – пенопласт (100 кг/м³)

4 – кирпич глиняный на цементно-песчаном р-ре (1700 кг/м³)

1.8 Теплофизические характеристики материалов.

Характеристики материалов зависят от их эксплуатационной влажности. На нее влияют влажность воздуха в помещении и на улице, которым надо дать оценку.

1. По табл1 СНиПа 2-3-79* исходя их данной температуры внутреннего воздуха и относительной его влажности влажностный режим помещения принимаем нормальный

2. По карте прил.1СНиПа 2-3-79* принимаем зону влажности сухую

3. По прил.2 СНиПа 2-3-79* определяем влажностные условия эксплуатации ограждающей конструкции – А

4. Из прил.3 СНиПа 2-3-79* выпишем значения характеристик материалов, составляющих данную конструкцию.

Определение точки росы.

1. По заданной температуре t_в=19^оС из прил.1 «Методических указаний» найдем упругость насыщающих воздух водяных паров Е_в=2197 Па

2. Фактическая упругость водяных паров при заданной влажности φ_в=58%: е_в=φ_в*Е_в/100=58*2197/100=1274 Па

По значению е_в обратным ходом по прил.1 «Методических указаний» определяем точку росы t_р=10 ^оС

Определение нормы тепловой защиты.

Для расчета толщины утепляющего слоя необходимо определить сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм R_ос и энергосбережения R_оэ

3.1 Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

                                Определим градусо-сутки отопительного периода: 

ГСОП = Х = (t_в – t_от)*Z_от

ГСОП = Х = (19-(-5))*198 = 4752 ^ос/сут

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче, м²К/Вт, по условию энергосбережения определяется в зависимости от назначения ограждающей конструкции, условий эксплуатации и градусо-суток отопительного периода:

R_оэ = R+ β*X

R_оэ = 1.2 + 0.0003*4752 = 2.63 м²К/Вт

3.2 Определение норм тепловой защиты по условию санитарии

По табл.2 СНиПа 2-3-79* определим нормативный (максимально допустимый) перепад между температурой воздуха в помещении и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции

∆t_н = 4.5

По табл.3 СНиПа определим корректирующий множитель n, учитывающий степень контактности ограждения с наружным воздухом.

n = 1

По табл.4 СНиПа найдем коэффициент теплоотдачи внутренней поверхностью ограждающей конструкции

α_в = 8.7 Вт/(м²К)

Вычислим нормативное (максимально допустимое) сопротивление теплопередаче по условию санитарами

R_ос = (t_в – t_н)*n/ α_в*∆t_н

R_ос = (19-(-25))*1/8.7*4.5 = 1.124 м²К/Вт

3.3 Норма тепловой защиты

Из вычисленных значений сопротивлений теплопередаче: экономической R_оэ и санитарной R_ос – к реализации примим наибольшее из них, назвав его

R_о^тр = R_оэ = 2.63 м²К/Вт

Расчет толщины утеплителя

Утепляющим слоем считаем слой 3 – пенопласт(100 кг/м³).

4.1 По табл.6 СНиПа 2-3-79* определим коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью ограждения внешней среде (наружному воздуху): α_н = 23 Вт/(м²К)

4.2 Вычислим сопротивление теплообмену

На внутренней поверхности R_в = 1/ α_в = 1/8,7 = 0,1149 м²К/Вт

На наружной поверхности R_н = 1/ α_н = 1/23 = 0,0435 м²К/Вт

4.3 определим термическое сопротивление слоев конструкции с известными толщинами

Для 1 слоя: R₁ = δ₁/λ₁ = 0,02/0,7 = 0,0285 м²К/Вт

Для 2 слоя: R₂ = δ₂/λ₂ = 0,2/0,64 = 0,3125 м²К/Вт

Для 4 слоя: R₄ = δ₄/λ₄ = 0,12/0,64 = 0,1875 м²К/Вт

4.4 Вычислим минимально допустимое (требуемое) термическое сопротивление утеплителя:

       R_ут^тр = R_о^тр – ( R_в + R_н + ∑R_i)

       R_ут^тр = 2.63- ( 0.1149+0.0435+0.0285+0.3125+0.1875) = 1.943 м²К/Вт

4.5 Вычислим толщину утепляющего слоя

       δ_ут^тр = λ_ут*R_ут^тр

       δ_ут^тр = 0,05 * 1,943 = 0,097 м

4.6 Округлим толщину утеплителя до унифицированного значения, кратного строительному модулю:

Для минеральных, древесно-стружечных и пенопластовых слоев 2 см.

0,097 м = 9,7 см ≈ 10 см

4.7 Вычислим термическое сопротивление утеплителя (после унификации)

R₃ = δ₃/λ₃ = 0,01/0,05 = 0,2 м²К/Вт

4.8 Определим общее термическое сопротивление ограждения с учетом унификации

R_о = R_в + R_н + R₃ + ∑R_i

R_о = 0,1149+0,0435+0,2+0,0285+0,3125+0,1875 = 0,8869 м²К/Вт

Проверка внутренней поверхности ограждения на выпадение росы.

5.1 Вычислим температуру на внутренней поверхности ограждения:

τ_в = t_в – (t_в – t_н)*R_в/R_о

τ_в = 19-(19-(-25))*0,1149/0,8869 = 13,3 ^оС

τ_в.>t_р => Выпадения росы на поверхности ограждения не будет.

5.2 Определим термическое сопротивление конструкции

R = ∑R_i

R = 0.0285+0.3125+0.2+0.1875 = 0.728 м²К/Вт

5.3 Вычислим температуру в углу стыковки наружных стен по формуле:

τ_у = τ_в - ( 0,175 – 0,039*R)*(t_в-t_н)

τ_у = 19-(0,175-0,039*0,728)*(19-(-25)) = 19-0,1466*44 = 12,55

τ_у>t_р => Выпадения росы в углу не будет.

Проверка на выпадение росы в толще ограждения.

6.1 Определим сопротивление паропроницанию каждого слоя:

       Rп_i = δ_i/µ_i

          Rп₁ = δ₁/µ₁ = 0.02/0.12 = 0.17

       Rп₂ = 0.2/0.075 = 2.67

       Rп₃ = 0.01/0.23 = 0.04

       Rп₄ = 0.12/0.12 = 1

Конструкции в целом:

       R_п=∑R_пi

          R_п = 0,17+2,67+0,04+1 = 3,88 м²чПа/мг

6.2 Вычислим температуру на поверхности ограждения τ_нп по формуле:

       τ_вя = t_в – (t_в – t_н)*R_в/R_о при температуре t_н= t_янв самого холодного месяца:

       τ_вя = 19-(19-(-11,9))*0,1149/0,8869 = 15,85 ^оС

6.3 По прил.1 «Методических указаний» найдем максимальную упругость Е_в^•, отвечающую температуре τ_вя:

          Е_в^• = 1806

6.4 Графическим методом определим изменение температуры по толщине ограждения при средней температуре самого холодного месяца. Для этого на миллиметровой бумаге по оси абсцисс последовательно отложим значения сопротивлений R_в, R₁, R₂, R₃, R₄, R_н, составляющих в целом R_о. Через концы полученных отрезков проведем вертикальные тонкие линии. На оси ординат отложим значение температуры внутреннего воздуха t_в, а на линии, соответствующей концу R_н, - значение средней температуры самого холодного месяца (января) τ_вя. Точки t_в и t_вя соединим прямой линией. По точкам пересечения линии с границами слоев определим значения температур на границах:

       τ_в = 14,7 ^оС

       t_1-2 = 13,6 ^оС

       t_2-3 = 3 ^оС

       t_3-4 = -4 ^оС

       τ_н = -10,6 ^оС

6.5 Для температур, определенных в п.4 на границах слоев, по прил .1 и 2 «Методических указаний» найдем максимальные упругости водяных паров Е на этих гарницах.

       Е_в^♦ = 1671 Па

       Е_1-2 = 1556 Па

       Е_2-3 = 758 Па

       Е_3-4 = 437 Па

       Е_н^♦ = 245 Па

6.6 По аналогии с п.4, только в координатных осях R_п и Е построим разрез ограждения. По всем границам слоев отложим найденные в п.5 значения упругостей Е: Е_в^♦, соответствующая τ_в, расположим на границе с помещением, а Е_н^♦, соответствующая τ_н – на границе с улицей.

6.7 На внутренней поверхности конструкции отложим значение упругости паров в помещении е_в, а на наружной – значение е_н = 0,9* Е_н^♦, соединив полеченные точки прямой линией.

       е_н = 0,9*245 = 220,5 Па

6.8 В пределах слоя линия максимальной упругости Е изменяется по монотонно убывающей экспоненте, поэтому в тех слоях, где эта линия заведомо пройдет выше линии е, ее можно провести по лекалу.

6.9 В третьем слое происходит пересечение линии Е с линией е, в этом случае на температурной линии на «графике распределения температур» наметим через равные интервалы три промежуточные точки, определим для них температуры, а по температурам найдем максимальные упругости Е, используя приложения 1 и 2 «Методических указаний». Найденные упругости отложим на «графике распределения упругости», в третьем слое, разделив его в тех же пропорциях, что и на «графике распределения температух» по найденным точкам проведем линию Е.

       Вспомогательные точки:

       t₁ = 1,2 ^оС                Е _t1 = 666 Па

       t₂ = -0,4 ^оС              Е _t2 = 592 Па

          t₃ = -2,2 ^оС               Е _t3 = 509 Па