Страница 7: Фасадная система ПОЛИАЛПАН. Рекомендации по проектированию и применению для строительства и реконструкции зданий (45165)

Таблица п.2.4.

Распределение влажности в кирпичной стене толщиной δ = 0,51 м, с утеплением минватой и панелью «Полиалпан», воздушной прослойкой (по глади μ = 0,008 мг/м · ч · Па, 0,001 г/м · ч · мм рт. ст.)

1 - раствор,

2 - кирпичная кладка,

3 - минеральная вата,

4 - панель экрана,

5 - воздушная прослойка,

6 - зона возможной конденсации

Рис. П.2.1. Схема наружной стены для расчета влажностного режима.

Следующим этапом расчета является учет щелей в соответствии со специально разработанной методикой влажностного расчета для вентилируемых фасадов [8].

Условное сопротивление паропроницанию щелей в соединениях панелей по формуле (21):

м2 · ч · мм рт. ст/г (0,0016 м2 · ч · Па/мг),

где 0,025 м - толщина панели;

ξ = 3,1 - сопротивление прохождению воздуха только через одну горизонтальную щель*).

*) В расчете принимается, что влага из конструкции выходит только с попутным движением воздуха.

Сопротивление паропроницанию по глади считается бесконечно большой величиной; тогда формула (23) примет вид:

м2 · ч · мм рт. ст/г (0,592 м2 · ч · Па/мг),

где 0,0027 м2 - площадь щелей на м2 панели, принимая высоту щели 25 мм, высоту панели hп = 9000 мм.

Расчетное сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции Rпн, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации: Rппр = Rпн = 0,592 м2 · ч · Па/мг (4,44 м2 · ч · мм рт. ст./г).

Требуемое сопротивление паропроницанию Rп, из условия недопустимости накопления влаги за год эксплуатации:

м2 · ч · Па/мг.

Требуемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в наружной стене за период с отрицательными температурами наружного воздуха:

м2 · ч · Па/мг.

м2 · ч · Па/мг.

Поскольку Rп1тр и Rп2тр < Rn = 6,43 м2 · ч · Па/мг, можно сделать вывод о том, что влажностный режим системы «Полиалпан» для г. Москвы удовлетворяет требованиям норм строительной теплотехники при расчете по СНиП II-3-79* (98) для бетонной стены при высоте горизонтальных щелей 25 мм.

При расстоянии между горизонтальными щелями 12 м Rп1 = 0,18 и Rп2 = 1,73 м2 · ч · Па/мг при площади щелей на м2 панели 0,0021 м2, что указывает на то, что при длине экранов 12 м влажностный режим системы «Полиалпан» также удовлетворяет требованиям норм при указанных параметрах горизонтальных щелей.

При учете вертикальных щелей при длине (высоте) панелей hп = 9000 мм приведенное сопротивление паропроницанию равно Rппр = Rпн = 3,4 м2 · ч · мм рт. ст./г (0,45 м2 · ч · Па/мг), а требуемое сопротивление паропроницанию Rп2тp = 1,12 м2 · ч · Па/мг; при hп = 12000 мм Rппр = Rпн = 4,88 м2 · ч · мм рт.ст./г (0,65 м2 · ч · Па/мг).

При учете вертикальных щелей суммарная площадь щелей составит при hп = 9000 мм Fщ = 0,0032 м2 на м2 панели, при hп = 12 м Fщ = 0,0026 м2 на м2 панели.

Из анализа вышеприведенных данных следует, что при учете вертикальных щелей требуемое сопротивление паропроницанию Rп2тр меньше, чем при учете только горизонтальных на 20 %, что идет в запас надежности работы фасадной системы «Полиалпан».

7.3. Определение скорости движения воздуха и упругости водяного пара на выходе из прослойки

Определяется скорость движения воздуха в прослойке при температуре наружного воздуха минус 28 °С. Расчет делается по формулам (10 ÷ 11).

Температура входящего в прослойку воздуха по формуле (14)

tx = -28 · 0,95 = -26,6 °С.

Определяем расход воздуха в прослойке по формуле (12) при толщине прослойки 0,06 м в соответствии с МГНС 9201-99 [9]:

W = 0,37 · 3600 · 1,403 · 0,06 = 112,3 кг/м · ч,

где V = 0,37 м/с - скорость движения воздуха в прослойке с учетом сопротивлений прохождению воздуха ξ = 6,2 и трению по формуле (10)

м/с;

V = 0,4 - 0,4 · 0,07 = 0,37 м/с.

где 0,07 - коэффициент, учитывающий трение;

ξ = 6,2 - суммарное сопротивление через две горизонтальные щели (условно вход и выход воздуха).

Примечание:

В действительности средняя температура воздуха в прослойке будет выше, а скорость и расход воздуха больше, что идет в запас. Данная скорость и расход воздуха характерны вблизи щелей, если их рассматривать как приточные.

Упругость водяного пара на выходе из прослойки еу при начальной упругости ео = 0,34 мм рт. ст. (в технической системе) по формуле (18)

мм рт. ст.,

что меньше максимальной упругости водяного пара Е, равной 0,39, где

;

Мв + Мн = 0,246

Мв · ев + Мп · еп = 0,021 · 9,64 + 0,225 · 0,29 = 0,265

Упругость водяного пара на выходе из прослойки по глухой части экрана:

мм рт. ст.,

что меньше максимальной упругости водяного пара Е = 0,39 мм рт. ст., следовательно, принятые параметры конструкции удовлетворительные.

Далее выполнен расчет влажностного режима наружной кирпичной стены с панелью «Полиалпан», имеющей несколько худшие влажностные характеристики с точки зрения влагонакопления у панели за счет большей паропроницаемости, кирпичной стены по сравнению с бетонной.

Расчет влажностного режима кирпичной стены, утепленной снаружи минеральной ватой при учете горизонтальных щелей, показывает следующее.

Расчетное сопротивление паропроницанию стены до зоны возможной конденсации:

м2 · ч · Па/мг (28 м2 · ч · мм рт. ст./г)

Расчетное сопротивление паропроницанию части наружной стены, расположенной между наружной поверхностью ее и плоскостью возможной конденсации при учете горизонтальных щелей равно:

Rппp = 0,592 м2 · ч · Па/мг (см. выше) (4,4 м2 · ч · мм рт. ст./г)

Требуемое сопротивление паропроницанию, Rп1, м2 · ч · Па/мг из условия недопустимости накопления влаги за год эксплуатации:

м2 · ч · Па/мг

Требуемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в стене за период с отрицательными температурами воздуха Rп2тр:

м2 · ч · Па/мг

.

Поскольку Rп2тр < Rп недопустимого влагонакопления в стене не будет, влажностный режим стены удовлетворяет требованиям норм строительной теплотехники*).

*) при длине экрана 12 м Rп2пр = 2,2 м2 · ч · Па/мг, т.е. Rп2пр < RпI, что соответствует также данному выводу.

Определяем упругость водяного пара на выходе из прослойки для кирпичной стены по формуле (18)

,

что меньше максимальной упругости водяного пара наружного воздуха,

где;

Мв · ев + Мп · еп = 0,036 · 9,64 + 0,225 · 0,29 = 0,412

7.4. Расчет влажностного режима наружных стен для условий г. Ханты-Мансийска

Учитывая результаты расчета влажностного режима наружных стен с панелью «Полиалпан», можно сделать вывод о том, что кирпичные стены имеют менее благоприятный влажностный режим, чем бетонные, поэтому ниже выполняется расчет влажностного режима кирпичной стены по конструкции, аналогичной данной в расчете для г. Москвы, но с толщиной утеплителя 0,16 м.

Расчет проводится для панели «Полиалпан» при сопротивлении паропроницанию ее с учетом горизонтальных щелей панели высотой 0,025 м, поскольку, как следовало из расчета для г. Москвы, без учета щелей по глухой части панели может быть влагонакопление, превышающее допустимое, особенно в случае отсутствия или малого расхода воздуха в прослойке (в подветренной части здания в верхних этажах).

Расчетное сопротивление паропроницанию стены до зоны возможной конденсации Rп, м2 · ч · Па/мг:

м2 · ч · Па/мг

(В технической системе Rп = 28 м2 · ч · мм рт. ст./г).

Расчетное сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, Rпн, м2 · ч · Па/мг стены, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации равно

Rпн = 0,592 м2 · ч · Па/мг (см. выше).

Требуемое сопротивление паропроницанию Rп1, м2 · ч · Па/мг из условия недопустимости накопления влаги за год эксплуатации, формула (34) [4]

м2 · ч · Па/мг

Требуемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в наружной стеновой панели за период с отрицательными температурами наружного воздуха Rп2, м2 · ч · Па/мг, формула (35) СНиП II-3-79* [4]

м2 · ч · Па/мг

.

Поскольку Rп2тp = 3,77 < Rп = 3,93 требования [4] СНиП II-3-79* соблюдены. Однако при меньшей плотности минваты γо >> 60 кг/м3 Rп2тp = 4,06 > Rп = 3,93 в прослойке может образовываться конденсат, при отсутствии движения воздуха. Расчет при учете движения воздуха, см. ниже.

При длине экрана 12 м Rп2пр = 4,5 < Rп = 3,93, поэтому следует увеличить высоту горизонтальных щелей, что и будет сделано, см. ниже.

Приводим расчет теплового, воздушного и влажностного режима кирпичных стен с экраном «Полиалпан» для Ханты-Мансийска с учетом горизонтальных щелей и с учетом движения воздуха в прослойке.

Определяем температуру входящего в прослойку воздуха по формуле (14)

tо = -41 · 0,95 = -39 °С.

Определяем скорость движения воздуха в прослойке по формуле (10)

м/сек,

с учетом трения: V = 0,48 - 0,07 · 0,48 = 0,45 м/сек,

где 0,07 - см. стр. 80.

Расход воздуха в прослойке при ее толщине 0,06 м:

W = 3600 · 0,45 · 0,06 · 1,5 = 146 кг/м · ч.

Температура на выходе из прослойки по формуле (18, в системе СИ)

°С,

где А = 20 · 0,217 - 41 · 1,2 = -44,86;

Кв + Кн = 0,217 + 1,25 = 1,417.

В расчетах τу принято: коэффициенты теплопередачи внутреннего и наружного слоев Кв и Кн:

Вт/м2 · °С (0,25 ккал/м2 · ч · °С);

Вт/м2 · °С (1,39 ккал/м2 · ч · °С);

Делаем расчет изменения упругости водяного пара по высоте прослойки кирпичной стены с экраном «Полиалпан» для Ханты-Мансийска с учетом щелей по формуле (18) при упругости водяного пара, входящего в прослойку воздуха ео = 0,086 мм рт. ст. (ео = 0,105 · 0,82 = 0,086);

Мв · ев + Мн · ен = 0,036 · 9,64 + 0,225 · 0,067 = 0,362

Мв + Мн = 0,036 + 0,225 = 0,261

При толщине прослойки 0,06 м, при W = 146 кг/м · ч