; (4)
. (5)
где R п.в, R п.н - сопротивление паропроницанию соответственно экрана и ограждения (стены, покрытия, чердачного перекрытия), м2 ?? ч ?? Па/мг; j - удельный расход воздуха прослойки шириной 1 м, кг/ч ?? м; ?? - удельная влагоемкость воздуха, мг/(кг ?? Па); допускается принимать ??=6,2 мг/(кг ?? Па).
Температура наиболее холодного участка наружной поверхности воздушной прослойки (у приточного вентиляционного отверстия помещения) tв.нl, C:
(6)
где ??вn - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности воздушной прослойки, Вт/м2 ?? °С; принимается по табл. 1.
, (7)
где (8)
е - основание натуральных логарифмов; e-Al - принимается по табл. 2;
С - удельная теплоемкость, кДж/(кг ?? °С); a - переводной коэффициент, а = 0,278.
Температура наиболее холодного участка внутренней (обращенной в помещение) поверхности экрана , °С :
(9)
где ??в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности экрана, Вт/(м2 ?? °С).
Средняя температура воздуха вентилируемой прослойки tв.п.с.р., °С:
(10)
Температура воздуха, подаваемого в вентилируемую прослойку:
1) с учетом компенсации теплопотерь через ограждение, с воздушной парогидроизоляцией tо.п, °С:
; (11)
2) с учетом использования тепла воздуха для отопления помещения tот, °С:
, (12)
где qот - удельное количество тепла, которое должно поступать через экран в помещение для частичной или полной компенсации его теплопотерь, Вт/м2* ;
Таблица 1
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности вентилируемой воздушной прослойки ??в.п., Вт/(м2 ?? °С)
|
, |
??, мм |
, |
??, мм |
, |
??, мм |
||||||
|
м/с |
30 |
50 |
100 |
м/с |
30 |
50 |
100 |
м/с |
30 |
50 |
100 |
|
0,2 |
5,3 |
4,7 |
4,5 |
1 |
9,1 |
8,5 |
7,8 |
1,8 |
12,7 |
11,4 |
10,2 |
|
0,4 |
6 |
5,6 |
5,3 |
1,2 |
10 |
9,5 |
8,7 |
2 |
12,9 |
12,3 |
11,2 |
|
0,6 |
7 |
6,5 |
6,2 |
1,4 |
11,1 |
10,5 |
9,4 |
2,5 |
15,5 |
14,3 |
12,7 |
|
0,8 |
8,2 |
7,6 |
7,1 |
1,6 |
11 |
11 |
10 |
3 |
17,1 |
15,7 |
14,1 |
Примечание. - скорость воздуха в вентиляционной прослойке, м/с; ?? - толщина вентилируемой прослойки, мм.
______
* qот не включает теплопотери через ограждение с воздушной парогидроизоляцией, так они учтены,в формуле (11).
Таблица 2
Величина экспоненты e -Al в зависимости от Аl
|
Аl |
e-Al |
Al |
e-Al |
Al |
e-Al |
Al |
e-Al |
|
0,1 |
0,905 |
0,35 |
0,0705 |
0,95 |
0,387 |
2,1 |
0,122 |
|
0,11 |
0,896 |
0,4 |
0,670 |
1 |
0,368 |
2,2 |
0,111 |
|
0,12 |
0,887 |
0,45 |
0,638 |
1,1 |
0,35 |
2,3 |
0,100 |
|
0,13 |
0,878 |
0,5 |
0,607 |
1,2 |
0,301 |
2,4 |
0,091 |
|
0,14 |
0,869 |
0,55 |
0,577 |
1,3 |
0,272 |
2,5 |
0,082 |
|
0,16 |
0,852 |
0,6 |
0,549 |
1,4 |
0,247 |
2,6 |
0,074 |
|
0,17 |
0,844 |
0,65 |
0,522 |
1,5 |
0,223 |
2,7 |
0,067 |
|
0,18 |
0,835 |
0,7 |
0,497 |
1,6 |
0,202 |
2,8 |
0,061 |
|
0,19 |
0,827 |
0,75 |
0,472 |
1,7 |
0,183 |
2,9 |
0,055 |
|
0,2 |
0,819 |
0,8 |
0,449 |
1,8 |
0,165 |
3 |
0,05 |
|
0,25 |
0,779 |
0,85 |
0,427 |
1,9 |
0,15 |
3,1 |
0,045 |
|
0,3 |
0,741 |
0,9 |
0,407 |
2 |
0,135 |
3,2 |
0,041 |
|
0,35 |
0,705 |
0,95 |
0,387 |
2,1 |
0,122 |
3,3 |
0,036 |
|
0,4 |
0,67 |
1 |
0,368 |
2,2 |
0,111 |
3,4 |
0,033 |
3) без компенсации теплопотерь через ограждение с воздушной парогидроизоляцией (воздух используется только для вентиляции помещения) tо.в, °С:
(13)
где qт.п - удельные теплопотери через ограждение с воздушной парогидроизоляпией, Вт/м2.
Если из вентилируемой системы здания в воздушную прослойку ограждения подается воздух с температурой tод > tо.в, то количество тепла, отдаваемого экраном в помещение qт ,Вт/м2, определяется по следующей формуле
(14)
При таком решении подачу тепла в помещение от системы центрального отопления следует уменьшить на ??Q, , Вт:
??Q, = qт Fо.в.п, (15)
где Fо.в.п - площадь ограждения с воздушной парогидроизоляцией, м2.
Высокие теплотехнические свойства ограждающих конструкций с воздушной парогидроизоляцией позволяют повысить их надежность (безотказность, долговечность и ремонтопригодность), создать более благоприятные санитарно-гигиенические условия в помещениях, сократить расходы на строительство и ремонт, улучшить эстетические качества зданий.
Расчеты показывают, что применение воздушной парогидроизоляции в ограждающих конструкциях вместо оклеечной парогидроизоляции снижает приведенные затраты более чем в 2 раза.
Пример расчета
Запроектировать воздушную парогидроизоляцию наружной торцевой стены бассейна. Стена выполнена из керамзитобетонных панелей толщиной = 38 см, офактуренных с двух сторон цементно-песчаным раствором толщиной = =20 мм. Устраиваемый на относе у внутренней поверхности наружной стены экран - из асбестоцементных плит толщиной ??в = 20 мм. Объемная масса, кг/м3 керамзитобетона ??КБ = 1000, цементо-песчаного раствора ??р = 1800, асбестоцементных плит ??a = 1800. Высота стены h = 6 м.
Исходные данные
Расчетные параметры воздуха помещения: температура tв = 28°С, относительная влажность ??в = 70%; максимальная упругость водяного пара Ев = 3,78 кПа; упругость водяного пара
Ев = 0,7 ?? 3,78 = 2,646 кПа.
То же, наружного воздуха: температура средней наиболее холодной пятидневки = -32°С; средняя наиболее холодных суток = -36°С; средняя за январь tн.н = -12,5°С; средняя наиболее холодного периода (для вентиляции расчетный параметр А) tн.х.п = -19°С; относительная влажность воздуха за январь ??н = 88%; упругость водяного пара воздуха за январь ен = 260 Па (СНиП 2 .-01.01-82). Зона строительства - влажная (прил. I СНиП II-3-79**).
Согласно прил. I и 2 СНиП II-3-79** условия эксплуатации обычных (невентилируемых) ограждающих конструкций Б.
Для вентилируемых стен условия эксплуатации А.
Теплотехнические характеристики материалов:
керамзитобетон - коэффициент теплопроводности = 0,33 Вт/(м ?? ??С), =0,41 Вт/(м ?? ??С), (прил. 3 СНиП II-3-79**); коэффициент теплоусвоения = 4,97 Вт/(м ?? ??С), = 6,03 Вт/(м ?? ??С), (прил. 3 СНиП II-3-79**); коэффициент паропроницаемости =0,135 мг/(м ?? ч ?? Па,) (прил. 3 СНиП II-3-79**);
цементно-песчаный раствор - = 0,76 Вт/(м ?? ??С), = 0,93 Вт/(м ?? ??С); =9,55 Вт/(м ?? ??С), = 11,1 Вт/(м ?? ??С); = 0,09 мг/(м ?? ч ?? Па,);
асбестоцементные плиты - =0,47 Вт/(м ?? ??С); = 7,47 Вт/(м ?? ??С); = 0,03 мг/(м ?? ч ?? Па,); n = 1 (табл. 3 СНиП II-3-79**); m = 1,1; для невентилируемой стены ??в = 8,73 Вт/(м ?? ??С); для вентилируемой стены ??в =6,98 Вт/(м ?? ??С); ??н = 23,3 Вт/(м ?? ??С) (табл. 6 СНиП II-3-79**); ??t н = tв - tр.в (табл. 2 СНиП II-3-79**); tв=28??С; ев = 2,646 кПа; tр.в = 22°С; ??t н = 28 - 22 = 6°С.
Вентиляция зала бассейна общеобменная с механическим побуждением. Расчетный параметр наружного воздуха А.
Необходимый воздухообмен для удаления избыточной влаги из зала бассейна посредством общеобменной вентиляции Gew, м3/ч, составляет Gew = 10 000 м3/ч.
Величина удельного воздушного потока на 1 м вентилируемой прослойки стены =167м3/ч,
Требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены:
м2 ?? ??С/Вт,
где ??С принятого из условия, что стена бассейна средней тепловой инертности;
чэф = 1.1 - коэффициент эффективности (табл. 9а* СНиП II-3-79**)
Считаем, что tв.п.ср. = 31°С.
По формуле (1) требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены после устройства в ней воздушной парогидроизоляпии:
м2 ?? ??С/Вт,
Так как плотность воздуха при tв.п.ср. = 31°С ?? = 1,161 кг/м3, то = 167 - 1,161 = 194 кг/(ч??м).
Принимаем толщину воздушной прослойки ??в.п = 0,05 м.
Скорость воздуха в прослойке будет равна:
м/с.
Для ?? = 0,93 м/с и ??вh = 0,05 м по табл. 1 находим величину коэффициента теплоотдачи поверхностей воздушной прослойки ??в.п =8,37 Вт/(м2 ?? ??С).
Сопротивление теплопередаче экрана, устанавливаемого на относе у внутренней поверхности стены:
м2 ?? ??С/Вт;
м2 ?? ??С/Вт.
Фактическое сопротивление теплопередаче наружной стены после устройства в ней воздушной парогидроизоляции находим по формуле.
м2 ?? ??С/Вт
м2 ?? ??С/Вт = = 1,36 м2 ?? ??С/Вт, следовательно, дополнительное утепление стены не требуется.
Температура воздуха, поступающего в вентилируемую прослойку по формуле (11), (8), в которой:
а = 0,279; с = 1,005 кДж/кг ?? °С; jо = 194 кг/ч ?? м;
а ?? с = 0,28 Вт ?? ч/(кг ?? ??С); ?? = 0,3 / 1,36 = 0,221;
м-1;
Аh = 0,075 х 6 = 0,45.
Тогда:
tо = 28 + (28 + 34) 0,45 ?? 0,221 = 34,2°С.
Теишература воздуха на выходе из вентилируемой прослойки стены по формуле (7):
по табл. 2 е-Al = е-0,45 = 0,638;
tв.п.l = 28 + (28 + 34) [ 0,638 (0,45 + 1) - 1] 0,0221 = 26,9°С.
Средняя температура воздуха вентилируемой прослойки по формуле (10):
t в.п.ср = 28 + (28 + 34) ?? 0,45 ?? 0,221 / (0,45 + 2) = 30,5°С.
Полученная расчетом средняя температура воздуха вентилируемой прослойки tв.п.ср=30,5°С, отличается от предварительно принятой для расчета (tв.п.ср = 31°С) на 1,5%, что допустимо.
Температура наиболее холодного участка внутренней (обращенной в помещение) поверхности экрана tв.В.h , °С по формуле (9):
tв.В.h = 28 - (28-26,9) / 0,30 ?? 6,98 = 27,5°С.
Температура наиболее холодного участка наружной поверхности воздушной прослойки (у приточного вентилируемого отверстия помещения) tв.н.h , ??С, по формуле (6):
tв.н.h = - 34 + 26,9 (1,36 х 0,37 - 1) / 1,36 х 8,37 = 21,5°С.
Максимальная упругость водяного пара воздуха вентилируемой прослойки при y = h = 6,0 м для tв.н.h = 21,5 ??С = 2,56 кПа.
Предельно допустимая упругость водяного пара воздуха, при которой в стене не возникают конденсационные процессы, определяется по формулам (3) и (4), в которых
м2 ?? ч ?? Па/мг;
м2 ?? ч ?? Па/мг;
м-1
кПа
Для tо = 34,2°С Ео = 5,38 кПа.
Предельно допустимая относительная влажность воздуха, поступающего в прослойку стены и не вызывающего выпадения конденсата на ее поверхность составит:
ПРИМЕР РАСЧЕТА
ВОЗДУШНОЙ ПАРОГИДРОИЗОЛЯЦИИ НАРУЖНЫХ СТЕН
ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ЗДАНИЯ С ПОМОЩЬЮ НОМОГРАММ
1. При расчете воздушной парогидроизоляции считаются заданными или принимаются конструктивно следующие параметры:
h - высота вентилируемой воздушной прослойки, м;
??в.п - толщина вентилируемой воздушной прослойки, м;
- удельный расход воздуха на 1 м длины прослойки м3/ч;
температура tо, °С и упругость водяного пара ео, кПа воздуха, поступающего из распределительного короба вентиляционной системы в прослойку стены; если tо неизвестно, то задается температура воздуха на выходе из прослойки tв.п.в, ??С, которая принимается равной температуре воздуха помещения tв, ??С;
tв.п.ср - средняя температура воздуха вентилируемая прослойки, ??С
2. Расчет параметров воздушной парогидроизоляции производится по номограммам рис. 2-4. Предварительно рассчитывается комплексы К1, К2, К3, К4:
Вт/(м2 ?? ??С); ??С;
, мг/(м2??ч??Па); , кПа,
где Rо.н, Rо.в, Rп.н, Rп.в, tв, tн, eн, eв - то же, что в методике. Рассчитываются удельный расход воздуха в прослойке jо, кг/ч ?? м, скорость воздуха в прослойке , м/с и по табл. 1 коэффициент теплоотдачи ??в.п, Вт/м2 ?? ??С.
Рис. 2. Номограмма для нахождения температуры воздуха, поступающего в вентилируемую прослойку стены tо, ??С
Рис. 3. Номограмма для нахождения температуры наружной поверхности воздушной прослойки tвнl, °С и максимальной упругости водяного пара воздуха Etвhв , кПа
Рис. 4. Номограмма для нахождения изменения действительной упругости водяного пара воздуха вентилируемой прослойки ??l, кПа
3. По номограмме рис. 3 определяется температура tвпh = °С, с которой воздух поступает из вентилируемой прослойки в помещение.
4. Проверяется средняя температура воздуха в прослойке tв.п.ср, °С:
