Нормативное сопротивление теплопередаче
Определяем нормированное сопротивление теплопередаче по формуле:
Rreg = a × Dd+b = 0.00035×6706,8 +1.4=3,747»3,747 м2× oC/Вт;
Согласно «Примечания» к таблице 4 СНиП 23-02-2003 : a = 0,00035 ; b= 1,4.
Rreg =3,747 м2× oC/Вт
Толщина утеплителя
Определяем необходимую толщину утеплителя, для этого приравниваем R о к Rreg (по СП 23-101-2004 пункты 9.1.1-9.1.2):
R о = Rreg =1/ α i + ∑ ( σ / λ )+1/ α e ,
где:
σ - толщина слоя в метрах,
λ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя,
Rо – сопротивление теплопередаче,
1/ αi – коэффициент сопротивления теплоотдаче внутренней поверхности ограждающих конструкций. α i =8,7 принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003 (см. приложение 6)
1/ α e – коэффициент сопротивления теплоотдаче наружной поверхности ограждающих конструкций. α e принимаемый по табл. 8 СП 23-101-2004 для наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами: α e = 23 [Вт /(м2×˚С)].
3,747= 1/8,7+0,02/0,93+ 0,380/0,81+ х/0,05+0,12/0,52+1/23
3.747=0,1149+0,0215+ 0,469+ х/0,05 +0,23+0,0435
х =0,143 м, принимаем толщину утеплителя 0,15 м = 150 мм.
Определяем фактические значения сопротивления теплопередаче R о и.
R о = Rreg =1/ α i + ∑ ( σ / λ )+1/ α e = 1/8,7+0,02/0,93+ 0,380/0,81+ 0,15/0,05+0,12/0,88+1/23 » 3,747 м2× oC/Вт.
Общее сопротивление паропроницанию многослойного ограждения R vr
R vr = σ1/μ1 + σ2/μ2 + … + σ n /μ n = 0,02/0,09+0,38/0,11+0,15/0,5+0,12/0,17= 0.22+3,45+0,3+0,705 =4,67 »4,7м2×ч×Па/мг
Вывод: фактическое приведенное сопротивление теплопередаче не меньше требуемого.
5) Определяем температуру в толще ограждения на границе слоев и на внутренней и наружной гранях стены (смотрим рисунок Ошибка! Источник ссылки не найден.).
τ i n = tint – [(tint – test) (Rsi + ∑ n-1 R)/ R о ] или
τ i n = tint – [(tint – test) / R о ]∙ (Rsi + ∑ n-1 R);
, где R – сопротивление теплопередачи n-ного слоя огр. конструкции,Rsi = 1/ αi – коэффициент сопротивления теплоотдаче внутренней поверхности ограждающих конструкций. α i =8,7 принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02-2003 (см. приложение 6)
6) Определяем максимальную упругость водяного пара Е по таблице приложения Б (Данные из СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий, приложение С) соответственно температуре «Значений максимальной упругости водяного пара Е» в зависимости от температуры и строим линию насыщающего парциального давления водяного пара Е (смотрим рисунок Ошибка! Источник ссылки не найден. ).
Воздух внутри помещения t в = 22 оС
Внутренняя грань стены – точка 5 -
τ1 = 22 – [(22 –(– 15,2)) /3,747]×1/8,7 = 20.86 оС;
Е5 = 2471 Па (Данные из СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий, приложение С).
Под штукатуркой – точка 4 –
τ2 = 22 – [(22 + 15,2) /3,747]×(1/8,7 + 0,02/0,81) = 20,61 оС;
Е4 = 2426 Па
С наружной стороны кирпичной кладки - точка 3
τ3 = 22 – [(22 + 15,2) /3,747]×(0,115 + 0,02/0,81+ 0,38/0,81) = 15,95 оС;
Е3 = 1807 Па
С наружной стороны утеплителя - точка 2
τ4= 22 – [(22 + 15,2) /3,747] ×(0,115 + 0,02/0,81+ 0,38/0,81+0.15/0,05) = -13,84 оС; Е2 = 184 Па
Наружная грань стены – точка 1
τ5= 22 – [(22 + 15,2) /3,747]×(0,115+0,02/0,81+0,38/0,81+0.15/0,05+ 0,12/0,52) = -16,1 оС; Е1 = 151 Па
7) Определяем парциальное давление водяного пара е в толще ограждения на границе слоев и на внутренней и наружной гранях стены по формуле 9 лаб. работы и ∑ n -1 Rvr - сумму сопротивления паропроницанию (n-1) первых внутренних слоев конструкции, расположенных между помещением и плоскостью, в которой определяется значение упругости водяного пара.
е n = е int – (е int - е est ) × ∑ n -1 Rvrn / Rvr или
е n = е int – [Δе / Rvr ] × ∑ n -1 Rvrn , где Δе = е int - е est ;
Для этого сначала определяем парциальные давления внутреннего и наружного воздуха с учетом относительной влажности воздуха, используя формулу 10 лаб.работы.
φ = (е / Е) · 100% отсюда е = φ · Е / 100%.
Внутренний воздух:
t вint = 22 оС, φint = 55%, Еint = 2644 Па (Данные из СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий, приложение С);
ев int = φ int · Е / 100% = 55∙2644/100 = 1322 ПА.
Наружный воздух:
t est= -20,3оС, φest = 83%, Еest =163 Па (Данные из СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий, приложение С);
е est = φ est · Е est / 100% = 83∙163/100 = 135 Па.
Δе = е int - е est = 1322-135 = 1187 Па.
Внутренняя грань стены – точка 5
е1 = е int – [Δе / Rvr ] × ∑ n -1 Rvrn =1322– (1187/4,8)×(0) = 1322Па;
Rvr 5 = 0 м2×ч×Па/мг.
Под штукатуркой – точка 4
е2 = = 1322– (1187/4,8)×(0,02/0,09) = 1267 Па;
Rvr 4 = 0,22 м2×ч×Па/мг.
С внутренней стороны утеплителя- точка 3
е3 = = 1322– (1187/4,8) · (0,02/0,09 + 0,380/0,11) = 414 Па;
Rvr 3 = 3,67 м2×ч×Па/мг.
С наружной стороны утеплителя- точка 2
е4 = = 1322– (1187/4,8) · (0,02/0,09 + 0,380/0,11+0,15/0,5) = 340 Па;
Rvr 2 = 3,97 м2×ч×Па/мг.
Наружная грань стены – точка 1
е5 = = 1322– (1240/4,3)×(0,02/0,09 + 0,380/0,11+0,21/0,5+0,12/0,17) = 165 Па;
Rvr 1=4,67
Вывод: согласно расчетам, с наружной стороны утеплителя в толще наружного ограждения возможна конденсация влаги.
Для устранения этого явления рекомендуется увеличить сопротивление паропроницанию слоев до утеплителя за счет всех следующих мероприятий или каких-либо из них :1) принять материалы до утеплителя с меньшим коэффициентом паропроницаемости,.2) выбрать другой тип утеплителя с меньшим коэффициентом паропроницаемости, 2) перед утеплителем разместить слой пароизоляции.
Некоторые сопротивления паропроницанию материалов и тонких слоев пароизоляции представлены в таблице
Таблица 1 – Сопротивление паропроницанию листовых материалов и тонких слоев пароизоляции
| № п.п. | Материал | Толщина слоя, мм | Сопротивление паропроницанию
 , м  ·ч·Па/мг
|
| 1 | Картон обыкновенный | 1,3 | 0,016 |
| 2 | Листы асбестоцементные | 6 | 0,3 |
| 3 | Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) | 10 | 0,12 |
| 4 | Листы древесно-волокнистые жесткие | 10 | 0,11 |
| 5 | Листы древесно-волокнистые мягкие | 12,5 | 0,05 |
| 6 | Окраска горячим битумом за один раз | 2 | 0,3 |
| 7 | Окраска горячим битумом за два раза | 4 | 0,48 |
| 8 | Окраска масляная за два раза с предварительной шпатлевкой и грунтовкой | - | 0,64 |
| 9 | Окраска эмалевой краской | - | 0,48 |
| 10 | Покрытие изольной мастикой за один раз | 2 | 0,60 |
| 11 | Покрытие битумно-кукерсольной мастикой за один раз | 1 | 0,64 |
| 12 | Покрытие битумно-кукерсольной мастикой за два раза | 2 | 1,1 |
| 13 | Пергамин кровельный | 0,4 | 0,33 |
| 14 | Полиэтиленовая пленка | 0,16 | 7,3 |
| 15 | Рубероид | 1,5 | 1,1 |
| 16 | Толь кровельный | 1,9 | 0,4 |
| 17 | Фанера клееная трехслойная | 3 | 0,15 |
Выводы по расположеню утеплителя в кладке:
1)если утеплитель снаружи несущего слоя кладки
температура в кладке падает всего на 4.66С, таким образом, несущий слой всегда будет находиться в области положительных температур, а диапазон их колебаний будет оставаться небольшим даже при больших амплитудах суточных и сезонных колебаний температуры наружного воздуха. Это уменьшает размер температурных деформаций в кладке и, следственно, вероятность образования деформационных напряжений и трещин. Пологий наклон графика температур показывает, что при временном отключении систем отопления наружу будет отдаваться небольшое количество тепла, что обеспечит термостабильность внутренней среды помещения. За счет того, что кладка (несущий слой) даже при экстремальных похолоданиях будет находиться в области положительных температур, снижается вероятность образования конденсата и исключается возможность его замерзания в теле кладки несущей конструкции.
Рисунок 3. Распределение температур в ОК при различных вариантах
положения слоя утеплителя
Во втором варианте, кода слой утеплителя расположен со стороны внутренней среды здания, температура в кладке в зимнее время будет находиться в области отрицательных температур. Таким образом, при резких изменениях температуры воздуха в годовом ходе, а также при резкой смене погодных условий (потепление, похолодание) кладка будет подвергаться воздействию больших температурных колебаний, что может привести к появлению в ней трещин от температурных деформаций. Кроме того, в переходные сезоны года, когда в суточном ходе температура наружной среды переходит через 0С, в кладке может накапливаться конденсат, а при положении нулевой изотермы внутри несущего слоя конструкции будет происходить его замерзание и, как следствие, появится возможность образования трещин, связанных с увеличение объема воды при превращении ее в лед (физическое выветривание).
Кроме того, в переходные сезоны года, когда в суточном ходе температура наружной среды переходит через 0С, в кладке может накапливаться конденсат, а при положении нулевой изотермы внутри несущего слоя конструкции будет происходить его замерзание и, как следствие, появится возможность образования трещин, связанных с увеличение объема воды при превращении ее в лед (физическое выветривание).
Таким образом, положение слоя утеплителя в ограждающей конструкции в общем случае не влияет на значения температур внутренней и наружной поверхности. Несмотря на это в конструктивном отношении слой утеплителя целесообразно располагать с внешней стороны ограждающих конструкций жилых домов и других зданий, к помещениям которых предъявляется требования поддержания стабильной положительной температуры в течение всего времени их эксплуатации (суток, года).