, (5)

б) требуемого сопротивления паропроницанию Rn2 тр, м2 · ч · Па/м2 , чердачного перекрытия или части конструкции вентилируемого совмещенного покрытия, расположенного между внутренней поверхностью покрытия и воздушной прослойкой в зданиях со скатами крыши шириной до 24 м, определяемого по формуле

Rn2 тр = 0,012 (ев – енм), (6)

где ев - упругость водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и влажности этого воздуха; определяется согласно таблице 11;

ем - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период; определяется согласно таблице 12;

енм - средняя упругость пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с минусовой среднемесячной температурой; определяется согласно таблицам 10 и 12;

rпн - сопротивление паропроницанию, м2 · ч · Па/м2 , части совмещенной конструкции, расположенной между наружной поверхностью покрытия и плоскостью возможной конденсации, определяемое по формуле (4);

Е - упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемая по формуле

, (7)

где Е1, E2, Е3 - упругости водяного пара, Па, принимаемые по температуре в плоскости конденсации, определяются при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов (согласно таблицам 10 и 11);

Z1, Z2 , Z3 - длительность, мес, зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая по таблице 10 с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5ºС;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5 ºС;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами выше плюс 5 ºС.

Примечание 1. При определении упругости ен для летнего периода температуру в плоскости возможной конденсации во всех случаях следует принимать не ниже средней температуры наружного воздуха летнего периода, а упругость водяного пара внутреннего воздуха ев - не ниже средней упругости пара наружного воздуха за этот период.

Примечание 2. Плоскость возможной конденсации в однородной (однослойной) ограждающей конструкции располагается на расстоянии, равном 2/3 толщины конструкции от ее внутренней поверхности, а в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя.

Пример № 2

Подобрать состав пароизоляционного слоя для совмещенного покрытия, конструкция которого и условия эксплуатации те же, что и в примере № 1.

Исходные данные для расчета требуемого сопротивления паропроницанию Rтрпн, по формулам (5) и (6):

ев = 9,29 мм рт.ст. или 12,38 гПа (для Киева по таблице 11) при tB = 18°С и φ = 60%;

ен = 105,5 : 12 = 8,79 гПа (для Киева по таблице 12);

енм = (3,8 + 4 + 4,8 + 4,7) : 4 = 4,33 гПа (для Киева по таблицам 10 и 12);

rпн = 4,65 м2 · ч · гПа/м2.

При этом между наружной поверхностью покрытия и плоскостью возможной конденсации (поверхностью теплоизоляционного слоя) находится кровельный ковер, сопротивление паропроницанию которого составляет, м2 · ч · Па/м2 (см. таблицу 3 основного текста):

три слоя рубероида по трем слоям битума толщиной по 2 мм каждый 3 х 1,1 + 3 х 0,3 = 4,2

защитный слой битума толщиной 3 мм с бронирующей посыпкой 1,5 х 0,3 = 0,45

Всего: Rпн = 4,2 + 0,45 = 4,65

Е = ( 3,81 х 2 + 5,63 х 3 + 16,09 х 7)=11,43 гПа;

при этом:

Е1 = 2,86 мм рт.ст. или 3,81 гПа

Е2= 4,22 мм рт.ст. или 5,63 гПа

Е3 = 12,07 мм рт.ст. или 16,09 гПа

Z1= 2; Z2 = 3; Z3 = 7

(по таблицам 10 и 11 для tcp = - 5,55 °С);

(по таблицам 10 и 11 для tcp = - 0,9 °С);

(по таблицам 10 и 11 для tcp = 14,13 °С);

(для Киева по таблице 10).

Требуемое сопротивление паропроницанию из условий недопустимости накопления влаги в совмещенном покрытии определяется по формуле (5):

м2 · ч · гПа/г.

По таблице 3 основного текста норм такое сопротивление паропроницанию может обеспечить пароизоляционный ковер из одного слоя рубероида, наклеенного на горячем битуме, покрытый сверху слоем горячего битума с наклейкой теплоизоляционного материала (Rп = 1,68), или окраска основания под теплоизоляционный слой каучуковой мастикой (Rп = 1,74).

Требуемое сопротивление паропроницанию перекрытия чердачных крыш или вентилируемого совмещенного покрытия определяется по формуле (6):

= 0,012 (12,38 – 4,33) = 0,1 м2 · ч · гПа/г.

По таблице 3 основного текста норм такое сопротивление паропроницанию может обеспечить окраска основания под теплоизоляционный слой горячим битумом за 1 раз (Rп = 0,3) или прокладочная пароизоляция из одного слоя пергамина (Rп = 0,33).

3 Осушающая вентиляция

Расчет влажностного режима совмещенных крыш предусматривает обеспечение необходимых условий, исключающих конденсацию (накопление) влаги в толще конструкции.

Решающим мероприятием по предупреждению конденсации влаги в совмещенных покрытиях является устройство в них воздушной прослойки, продухов и каналов над поверхностью и в толще теплоизоляционного слоя при обеспечении их вентиляции наружным воздухом; отсутствие при этом конденсации паров в толще совмещенного покрытия может быть обеспечено в случае, когда разница между количеством пара, поступающего в воздушную прослойку через часть покрытия, находящегося под ней, и количеством пара, которое может удаляться через часть покрытия, находящегося над ней, будет равным или меньшим того количества пара, удаление которого обеспечивает вентиляция прослойки, продухов и каналов. Обеспечение этого условия выражается следующей расчетной зависимостью

, (7)

где ев - то же, что и в формулах (5) и (6);

енхол - средняя величина упругости пара наружного воздуха, гПа, в холодный период года; определяется по данным таблиц 10 и 12 по формуле

,

где Σехол - сумма средних величин упругости пара наружного воздуха всех месяцев, имеющих среднюю температуру меньшую чем минус 5 ºС; определяется по таблицам 10 и 12;

Nхол - количество месяцев, имеющих среднюю температуру меньшую чем минус 5 ºС; определяется по таблице 10;

епр - упругость водяного пара, гПа, в воздушной прослойке, продухах и каналах, которая определяется из следующего уравнения регрессии для холодного периода:

епр = а · енхол + b

где a, b - числовые значения коэффициентов, отвечающих той или иной схеме вентиляции совмещенных крыш; принимаются то таблице 13;

ΣRo1 - сумма сопротивлений паропроницанию, м2 · ч · гПа/г, слоев покрытия, находящихся ниже воздушной прослойки; определяется по формуле (4) и данным таблицы 1;

ΣRo2 - сумма сопротивлений паропроницанию, м2 · ч · гПа/г, слоев покрытия, находящихся выше воздушной прослойки; определяется по формуле (4) и данным таблицы 1;

m - количество влаги, г/м2 · ч, удаляемой из толщи 1 м2 совмещенного покрытия с воздухом вентиляционной системы; определяется по формуле

, (8)

где fв, fпр - абсолютная влажность, г/м3, соответственно воздуха в помещениях под покрытием и воздушной прослойки в толще покрытия; определяется по формулам:

;

где tн - средняя температура, ºС, наружного воздуха в холодный период года; определяется по таблице 10;

k - понижающий коэффициент, учитывающий способность утеплителя накапливать и отдавать влагу; определяется по номограмме на рисунке 2;

S - площадь покрытия, м2;

Q - количество воздуха, м3/ч, проходящего через вентиляционную систему в сутки; определяется по формуле

Q = 3600(νвп δвп l + νпд Fпд + νкан Fкан),

где νвп, νпд, vкан - средняя скорость движения воздуха в прослойке, продухах и каналах, м/сек; принимается по таблице 13 в зависимости от принятой схемы вентиляционной системы;

δвп - толщина воздушной прослойки, м; принимается 1 мм (0,001 м);

/ - длина, м, кромки воздушной прослойки, которая соединяется с наружным воздухом (вдоль примыканий и карнизов);

Fпд - суммарная площадь, м2, поперечного сечения всех продухов и флюгарок; принимается по схемам таблицы 14;

Fкан - суммарная площадь, м2, поперечного сечения всех каналов и флюгарок; принимается по схемам таблицы 14.

Обеспечение (или необеспечение) расчетной зависимости (7) зависит от выбора вентиляционной системы воздушной прослойки, продухов и каналов по вариантам, приведенным в таблице 14.

Пример № 3

Определить необходимую схему вентиляции для совмещенного покрытия, конструкция и условия эксплуатации которого рассмотрены в примерах № 1 и № 2, при следующем дополнении: в составе покрытия на поверхности теплоизоляционного слоя из пенобетона предусмотрено устройство выравнивающей стяжки толщиной 30 мм из цементно-песчаного раствора с наклейкой по ней кровельного ковра на подкладке из перфорированного рубероида, обеспечивающей образование воздушной прослойки толщиной 1 мм между кровельным ковром и поверхностью стяжки; покрытие многопролетное плоское, ширина пролета 18 м. Исходя из этого, схема вентиляции может быть одна из трех (КН-2, КН-6 или КН-8), приведенных в таблице 14.

Исходными данными для проверки, которая из этих схем удовлетворяет расчетную зависимость (7), будут:

ев = 9,29 мм рт.ст. или 12,38 гПа; при tB = 18 ºС и φ = 60%;

для Киева по таблице 11

гПа, исходя из того, что Σехол = 3,8 + 4;

nхол = 2

для Киева по таблицам 10 и 12;

епр = 0,66 х 3,9 + 2,01 = 4,62 гПа, при этом а = 0,66, b = 2,01

по таблице 13 для системы вентиляции типа КН;

ΣRo1 = 4,16 м2 · ч · гПа/г, включающее железобетон толщиной 60 мм - 0,6 : 0,03 = 2,0 (μ = 0,03 по таблице 1);

пароизоляция:

один слой рубероида 1,1

(по таблице 3 основного текста);

один слой битума толщиной 2 мм 0,3

(по таблице 3 основного текста);

пенобетон толщиной 100 мм 0,1 : 0,23 = 0,43

(μ = 0,23 по таблице 1);

выравнивающая цементно-песчаная стяжка толщиной 30 мм 0,03 : 0,09 = 0,33

(μ = 0,09 по таблице 1)

Всего:ΣRo1 = 2 + 1,1 + 0,3 + 0,43 + 0,33 = 4,16.

ΣRo2 = 4,65 м2 · ч · гПа/г (из расчета примера № 2);

г/м2 · ч

при этом

;;

tH = (-5,9) + (-5,2) : 2 = -5,55

(для Киева по таблице 10);

k = 0,65

(для пенобетона по номограмме на рисунке 1);

S = 60 x 54 = 3240 м2

(по плану покрытия на рисунке 2).

При расположении элементов вентиляционной системы по схеме, приведенной на рисунке 2,а,

Q = 3600(0,2 х 0,228 + 0,4 х 0,016 + 0,6 х 0,024 + 0,6 х 0,1104 + 0,6 х 0,044 = 788,5 м3,

при этом

δпр · l = 0,001 (2 х 54 + 2 х 60) = 0,228;

Fпд = 8 (0,1 x 0,02) = 0,016;

Fфл = 6 (0,1 x 0,04) = 0,024;

Fкан = 23 (0,08 х 0,06) = 0,1104;

Ефк= 16(0,15 x 0,06) = 0,144.

Коэффициент вентиляции (0,228 + 0,016 + 0,024 + 0,1104 + 0,144) : 3240 = 0,00016.

По таблице 13 при коэффициенте вентиляции больше 0,0001

Vвп = 0,2; Vпд = 0,4; Vкан = 0,6; Vф = 0,6.

Пригодность выбранной схемы вентиляции типа КН-2 из условий расчетной зависимости (7)

1,885 - 0,155 = 1,710, что больше 1,156.

Схема КН-2 не удовлетворяет расчетную зависимость. Количество водяного пара, которое она может удалить (1,156 г/м2 · час), меньше того количества (1,710 г/м2 · час), которое поступает в толщу совмещенного покрытия.

Рассмотрим схему КН-5; при размещении элементов вентиляции по этой схеме (рисунок 2,б)

Q = 3600 (0,2 х 0,228 + 0,4 х 0,056 + 0,6 х 0,124 + 0,6 х 0,1824 + 0,6 х 0,144) = 1216,8 м3,

при этом

δпр · l = 0,001 (2 х 54 + 2 х 60) = 0,228;

Fпд = 28 (0,1 x 0,02) = 0,056;

Fфл = 31 (0,1 x 0,04) = 0,124;

Fкан = 38 (0,08 х 0,06) = 0,1824;

Ефк= 16(0,15 x 0,06) = 0,144.

Коэффициент вентиляции (0,228 + 0,056 + 0,124 + 0,1824 + 0,144) : 3240 = 0,00023.

По таблице 13 при коэффициенте вентиляции большем 0,0001

Vвп = 0,2; Vпд = 0,4; Vкан = 0,6; Vф = 0,6;

г/м2 · ч.

В этом случае количество водяного пара, которое может удалить вентиляционная система (1,787 г/м2·ч), больше того количества (1,710 г/м2 · ч), которое поступает в толщу совмещенного покрытия; таким образом, схема КН-5 удовлетворяет расчетную зависимость (7) и принимается к реализации.

Таблица 1

Теплотехнические характеристики строительных материалов и изделий

Материал

Характеристики материала в сухом состоянии

Расчетное массовое соотношение влаги в материале (при условиях эксплуатации по таблице 2) W, %

Расчетные коэффициенты (при условиях эксплуатации по таблице 2)

Плотность γ0 , кг/м3

Удельная теплоемкость Со, кДж/кг ºС

Коэффициент теплопроводности λ0 , Вт/м ºС

теплопроводности λ, Вт/м ºС

теплоусвоения (при периоде 24 ч.), S, Вт/м2 ºС

паропроницания, μ, мг/м.ч.ПА

А

Б

А

Б

А

Б

А, Б

I Бетоны и растворы

1 Железобетон

2500

0,84

1,69

2

3

1,92

2,04

17,98

16,95

0,03

2 Бетон на гравии или щебне из природного камня

2400

0,84

1,51

2

3

1,74

1,86

16,77

17,88

0,03

3 Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон

600

0,84

0,16

5

10

0,20

0,26

3,03

3,78

0,26

4 То же

500

0,84

0,14

5

10

0,17

0,23

2,55

3,25

0,30

5 Перлитобетон

600

0,84

0,12

10

15

0,19

0,23

3,24

3,84

0,30

6 Газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат

600

0,84

0,14

8

12

0,22

0,26

3,36

3,91

0,17

7 То же

400

0,84

0,11

8

12

0,14

0,15

2,19

2,42

0,23

8 -"-

300

0,84

0,08

8

12

0,11

0,13

1,68

1,95

0,26

9 Цементно-песчаный раствор

1800

0,84

0,58

2

4

0,76

0,93

9,60

11,09

0,09

10 Цементно-шлаковый раствор

1400

0,84

0,41

2

4

0,52

0,64

7,00

8,11

0,11

11 То же

1200

0,84

0,35

2

4

0,47

0,58

6,16

7,15

0,14

12 Цементно-перлитовый раствор

1000

0,84

0,21

7

12

0,26

0,30

4,64

5,42

0,15

13 То же

800

0,84

0,16

7

12

0,21

0,26

3,73

4,51

0,16

II Кирпичная кладка и облицовка природным камнем

14 Глиняный кирпич обычный сплошной на цементно-песчаном растворе

1800

0,88

0,56

1

2

0,70

0,81

9,20

10,12

0,11

15 Керамический пустотный кирпич на цементно-песчаном растворе

1600

0,88

0,47

1

2

0,58

0,64

7,91

8,48

0,14

16 Силикатный кирпич сплошной на цементно-песчаном растворе

1800

0,88

0,70

2

4

0,76

0,87

9,77

10,90

0,11

17 Силикатный пустотный кирпич на цементно-песчаном растворе

1500

0,88

0,64

2

4

0,70

0,81

8,59

9,63

0,13

18 Гранит, гнейс и базальт

2800

0,88

3,49

0

0

3,49

3,49

25,04

25,04

0,008

19 Мрамор

2800

0,88

2,91

0

0

2,91

2,91

22,86

22,86

0,008

III Дерево, изделия из него и других органических материалов

20 Сосна и ель поперек волокон

500

2,30

0,09

15

20

0,14

0,18

3,87

4,54

0,06

21 Сосна и ель вдоль волокон

500

2,30

0,18

15

20

0,29

0,35

5,56

6,33

0,32

22 Плиты древесноволокнистые и древесностружечные

600

2,30

0,11

10

12

0,13

0,16

3,93

4,43

0,13

23 То же

400

2,30

0,08

10

12

0,11

0,13

2,95

3,26

0,19

24 -"-

200

2,30

0,06

10

12

0,07

0,08

1,67

1,81

0,24

25 Плиты фибролитовые на портландцементе

600

2,30

0,12

10

15

0,18

0,23

4,63

5,43

0,11

26 То же

400

2,30

0,08

10

15

0,13

0,16

3,21

3,70

0,26

27 -"-

300

2,30

0,07

10

15

0,11

0,14

2,56

2,99

0,30

28 Пакля

150

2,30

0,05

7

12

0,08

0,07

1,30

1,47

0,49

IV Теплоизоляционные материалы

29 Плиты полужесткие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном вяжущем

350

0,84

0,091

2

5

0,09

0,11

1,46

1,72

0,38