Полное меню
1а 1б 2а 2б 2в 2г 3а 3б 4а 4б 5а 5б 6а 6б 7а 7б 8а 8б РАЗДЕЛ 2
|
№ поз. |
Наименование |
№ поз. |
Наименование |
1 |
Панель стеновая |
21 |
Стена из кирпича или монолитного железобетона |
2 |
Окно |
22 |
Ригель |
3 |
Цоколь |
23 |
Самонарезающие винты |
4 |
Ворота |
24 |
Ригель |
5 |
Пленка «Тайвек» |
25 |
Термовкладыш из бакелизированной фанеры |
6 |
Наружная облицовка из оцинкованного стального профлиста |
26 |
Теплоизоляция |
7 |
Утеплитель, завернутый в пленку «Тайвек» |
27 |
Фартук коньковый с гребенкой |
8 |
Каркас панели |
28 |
Шуруп 1 - 4´40 (шаг 300) |
9 |
Угловой нащельник |
29 |
Герметизирующая мастика |
10 |
Слив |
30 |
Антисептированный деревянный брус сечением 40´130, крепить шурупами 1 -6´90 с шагом 600 |
11 |
Внутренняя облицовка |
31 |
Антисептированный деревянный брусок 40´90 (120) |
12 |
Заклепка |
32 |
Нащельник МС 7 |
13 |
Кровля из профлиста |
33 |
Утеплитель П125 |
14 |
Прогон |
34 |
Подоконник из деревянной доски 60´280 |
15 |
Пароизоляция |
35 |
Слив МС 8 |
16 |
Костыль |
36 |
Стойка панели |
17 |
Деревянный брусок |
37 |
Болт M16´50 с шагом 600 |
18 |
Фартук |
38 |
Заклепка 12 с шагом 300 |
19 |
Несущий настил покрытия |
39 |
Нащельник МС 9 |
20 |
Балка |
40 |
Элемент крепления окна У2; УЗ с шагом 600 |
Фрагмент фасада №1.
Вариант металлических стен из трехслойных панелей укрупнительной
сборки. Продольный фасад.
Фрагмент фасада №2.
Вариант металлических стен из трехслойных панелей укрупнительной
сборки. Торцевой фасад.
Фрагмент фасада №3.
Несущие стены из кирпича или монолитного железобетона
Фрагмент фасада №4.
Самонесущие стены из сборных железобетонных панелей каркасного
здания
1
2
3
4
5
6
7
8а
8б
8в
9
10
Экспликация материалов и деталей к узлам покрытия с кровлей из профилированных стальных листов
№ поз. |
Наименование |
№ поз. |
Наименование |
1 |
Несущий стальной профилированный настил |
21 |
Гребенчатый уплотнитель из пористой резины |
2 |
Стальной профилированный настил |
22 |
Труба |
3 |
Пароизоляция |
23 |
Стальной квадратный стакан с фланцем |
4 |
Ветрозащита из пленки "Тайвек" |
24 |
Дополнительные прогоны |
5 |
Теплоизоляция |
25 |
Хомут |
6 |
Термовкладыш из бакелизированной фанеры |
26 |
Зонт из оцинкованной стали |
7 |
Опорный элемент из стали d = 3 мм |
27 |
Коньковый защитный фартук |
8 |
Элемент жесткости d = 2 мм |
28 |
Гребенка |
9 |
Дистанционный прогон |
29 |
Слив |
10 |
Шайба стальная |
|
|
11 |
Герметизирующая лента |
|
|
12 |
Мастика герметизирующая |
|
|
13 |
Винт самонарезающий |
|
|
14 |
Заклепка комбинированная |
|
|
15 |
Винт самонарезающий |
|
|
16 |
Шайба неопреновая |
|
|
17 |
Заглушка из минераловатного мата |
|
|
18 |
Стальная гребенка по форме профлиста |
|
|
19 |
Оцинкованная сталь d = 0,8 мм |
|
|
20 |
Защитный фартук из оцинкованной стали d = 0,8 мм |
|
|
Покрытие с кровлей из профилированных стальных листов. Схема маркировки узлов.
2
3
4
5
1-1 (узел 5)
Экспликация материалов и деталей к узлам к ограждающим конструкциям мансард и чердаков
№ поз. |
Наименование |
№ поз. |
Наименование |
1 |
Гипсокартонный лист |
27 |
Шуруп ГОСТ 1144-80 |
2 |
Стропило деревянное |
28 |
Деревянный брусок 40´30 мм |
3 |
Цементно-песчаная черепица |
29 |
Стропило стальное |
4 |
Обрешетка |
30 |
Подкладочный слой |
5 |
Контробрешетка |
31 |
Стена |
6 |
Клинообразный брус |
32 |
Несущая плита |
7 |
Фартук свеса |
33 |
Наружная обшивка |
8 |
Желоб |
34 |
Стальной профлист |
9 |
Капельник |
35 |
Деревянный каркас |
10 |
Подшивка карниза |
36 |
Пол |
11 |
Утеплитель с покровным (ветрозащитным) слоем из «Тайвека» |
37 |
Фундамент |
12 |
Ветрозащитная пленка «Тайвек» |
38 |
Стойка деревянная |
13 |
Пароизоляция |
39 |
Рулонный самоклеящийся материал |
14 |
Сетка |
40 |
Дренажный желоб |
15 |
Оцинкованный гвоздь |
41 |
Труба |
16 |
Скоба крепления желоба |
42 |
Снеговой барьер |
17 |
Желоб |
43 |
Щипцовое окно |
18 |
Поролоновая полоса |
44 |
Вытяжка |
19 |
Сплошной настил |
45 |
Подкладочный слой |
20 |
Крепление хребтового бруска |
46 |
Кровля из оцинкованной стали, меди или цинк-титана |
21 |
Коньковая черепица |
47 |
Металлочерепица |
22 |
Коньковый брус |
48 |
Асбестоцементный или битумный волнистый лист |
23 |
Вентиляционная черепица |
49 |
Гибкая черепица |
24 |
Минеральная вата |
50 |
Стропило стальное |
25 |
Оконный блок |
51 |
Отмостка |
26 |
Обвязочный брус |
52 |
Перегородка |
Ограждающие конструкции мансард и чердаков
1а
1б
1в
2а
2б
3а
3б
4а
4б
3-3
В
7а
7б
8
9
10
11а
11б
11в
11г
12
Устройство защитного экрана с вентилируемой воздушной прослойкой в многослойной конструкции стены способствует уменьшению начальной влажности эффективной теплоизоляции, в летний период снижают теплопоступления через стены, а зимой - способствуют удалению парообразной влаги, проникающей в стену из помещения.
Наличие вентилируемой воздушной прослойки благоприятно сказывается на влажностном состоянии стены и поэтому наиболее эффективно применять такие конструкции стен в зданиях с повышенной влажностью воздуха в помещении.
При проектировании таких стен необходимо выявить зависимость между сопротивлением паропроницанию внутренней части ограждающей конструкции со слоем эффективной теплоизоляции и требуемой толщиной воздушной прослойки из условия обеспечения нормального влажностного режима стен в зимний период эксплуатации.
Влажностное состояние многослойных конструкций стен с эффективной теплоизоляцией и вентилируемой воздушной прослойкой зависит от их конструктивного решения. При этом необходимо учитывать значение коэффициентов паропроницаемости теплоизоляционного и конструкционного слоя. Рекомендуется, чтобы конструктивный слой был выполнен из материала с сопротивлением паропроницанию не менее 2 (м2·ч·Па)/мг и при этом отношение коэффициентов паропроницания материалов утеплителя и конструкционного слоя было не менее 3:1.
Расчет многослойных конструкций стен со слоем эффективной теплоизоляции и вентилируемой воздушной прослойкой включает:
- определение необходимой толщины теплоизоляционного слоя из условий невыпадения конденсата на внутренней поверхности ограждения и энергосбережения;
- определение параметров воздушной прослойки, обеспечивающих нормальный температурно-влажностный режим стенового ограждения.
Термическое сопротивление слоя эффективного утеплителя за исключением случаев, когда экран выполнен из тонкой (20 - 30 мм) панели «Сэндвич», следует определять без учета теплоизолирующих качеств экрана, а так как прослойка вентилируемая, необходимо ввести коэффициент 0,5 к величине термического сопротивления замкнутой воздушной прослойки.
Требуемое значение Rym определяют по формуле:
(1)
где: - приведенное сопротивление теплопередаче, (м2·°С)/Вт, принимаемое по табл. 4 СНиП 23-02-2003;
R1 - термическое сопротивление конструкционного слоя стены, (м2·°С)/Вт;
Rв.п. - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки.
Влияние теплопроводных включений в виде металлических кронштейнов на снижение величины приведенного сопротивления теплопередаче учитывается коэффициентом теплотехнической однородности, значение которого в зависимости от коэффициента теплопроводности и толщины слоя теплоизоляции с несущей частью стены из кирпичной кладки или железобетона при количестве кронштейнов 1,75 мг/м2 определяется по графикам (рис. 1; 2; 3).
При другом количестве кронштейнов на 1 м2 стены значения, полученные по графикам пересчитываются по формуле:
где: пк - количество кронштейнов на 1 м2 стены;
Ro - сопротивление теплопередаче стены по глади;
Ro - сопротивление теплопередаче стены без учета воздушной прослойки, (м2·С)/Вт;
r - коэффициент теплотехнической однородности, определяемый по графикам (см. рис. 1;2 и 3).
При этом принятая толщина слоя эффективного утеплителя должна быть не менее величины, найденной из условия, при котором температура на границе утеплителя с конструкционным слоем не будет ниже - 5 °С.
(3)
где: aпр - коэффициент теплоотдачи поверхности воздушной прослойки, принимаемый равным 10,0 Вт/(м2·°С).
Целью аэродинамического расчета является определение давления в воздушной прослойке, обусловленного гравитационными силами и ветровой нагрузкой, а также скорости движения воздуха в воздушной прослойке с учетом потерь на местные сопротивления.
Естественная вентиляция имеет место, если воздушная прослойка образована сплошным экраном, в качестве которого, например, используется профилированный металлический лист, металлические кассеты и другие изделия, при которых исключаются горизонтальные и вертикальные зазоры между отдельными элементами экрана. При использовании экранов из отдельных облицовочных изделий, таких как асбестоцементные, цементно-волокнистые плоские листы, плиты керамогранита и т.п. элементов, между ними предусматриваются зазоры для возможности восприятия ими температурных и других деформаций.
В этих случаях воздушная прослойка продувается наружным воздухом через горизонтальные и вертикальные зазоры между облицовочными элементами экрана. И поэтому, строго говоря, нельзя рассматривать такую воздушную прослойку с естественной вентиляцией по высоте стены, вызываемой гравитационным и ветровым давлением, в связи с тем, что один и тот же зазор является и местом входа и выхода воздуха.
Такие воздушные прослойки рассматривать непрерывными по высоте можно с определенной степенью условности.
Характер вентиляции воздушной прослойки в пределах высоты облицовочной плиты экрана достаточно сложен, характеризуется турбулентным движением воздуха в ней и поэтому может описан зависимостями, справедливыми для непрерывной по высоте вентилируемой прослойки только с некоторой степенью достоверности.
Движение воздуха в воздушной прослойке происходит под действием гравитационного и ветрового давлений.
Р = Рg + Рв (4)
Гравитационное давление кг/м2 определяется по формуле:
где: Н - высота вентилируемой части стены, м;
gн , gпр - соответственно плотность воздуха снаружи и внутри прослойки, кг/м3.
Ориентировочно величину Рg можно принять:
Рg = 4·10-3·(tср - tн)·H (6)
где: tср - средняя температура воздуха в прослойке, °С;
tн - температура наружного воздуха, °С.
Средняя температура воздуха в вентилируемой прослойке может быть определена по формуле:
где:
А = kв · tв + kн · tн ; (8)
W = 3600·F·V·gnp; (9)
V - скорость ветра в воздушной прослойке, м/с;
tв и tн - соответственно температура воздуха в помещении и наружного воздуха, °С;
kв и kн - коэффициенты теплопередачи внутренней и наружной частей стены (от воздушной прослойки до воздуха помещений и от воздушной прослойки до наружного воздуха), Вт/(м2·°С);
F - площадь сечения воздушной прослойки шириной 1 м, м2;
С - удельная теплопроводность воздуха, 0,001 Дж/(кг·°С);
W - количество воздуха, проходящее через сечение воздушной прослойки площадью F, кг/(м·ч).
Температура воздуха в любом сечении воздушной прослойки на расстоянии X от входа в прослойку определяется по формуле:
При расчете kв и kн коэффициент теплообмена в воздушной прослойке aпр находится по формуле:
где: d - эквивалентный диаметр участка воздушной прослойки шириной 1 м, м.
Зависимость плотности воздуха, кг/м3, от его температуры приближенно может быть представлена формулой:
(12)
Ветровое давление определяется по формуле:
(13)
где: Vв - скорость ветра, м/с;
k1 и k2 - аэродинамические коэффициенты на входе и выходе воздуха, в соответствии со СНиП 2.01.07-85;
k1 - 0,8 для наветренных фасадов;
k2 - определяется по таблице 1;
Значения коэффициента k2
L/B |
Н/В |
||
0,5 |
1,0 |
2,0 |
|
£1 |
-0,4 |
-0,5 |
-0,6 |
³2 |
-0,5 |
-0,6 |
-0,6 |
Н - высота здания до карниза, м;
L - длина фасада, перпендикулярного направлению ветра, м;
В - ширина здания в направлении ветра, м;
k3 - коэффициент учета изменения ветровой нагрузки в зависимости от высоты здания и типа местности, определяемый по таблице 2.
Значения коэффициента k3
Тип местности |
Высота, м, над поверхностью земли |
||||||
10 |
20 |
40 |
60 |
100 |
200 |
350 и более |
|
Открытая местность |
1,0 |
1,25 |
1,55 |
1,75 |
2,1 |
2,6 |
3,1 |
Город с окраинами (местность, покрытая препятствиями 10 м) |
0,65 |
0,9 |
1,2 |
1,45 |
1,8 |
2,45 |
3,1 |
q - ускорение силы тяжести, м/с2.
Скорость воздуха в воздушной прослойке вычисляют по формуле:
где: - сумма аэродинамических местных сопротивления течению воздуха:
где: xвх, xпов, xвых - значения аэродинамических местных сопротивлений в прослойке у входа, поворота и выхода в зависимости от принятой конструкции входных и выходных участков можно принять равными:
xвх = 0,54; xпов = 1¸1,5; xвых = 0,5
Для прямых вертикальных воздушных прослоек минимальное и максимальное значение суммарного коэффициента местного сопротивления:
(16)
(17)
При расположении приточных и вытяжных отверстий воздушной прослойки на одной стороне здания формула для определения скорости воздуха в ней имеет вид:
Установлено, что ветер практически при всех возможных ориентациях и конфигурациях зданий увеличивает воздухообмен в прослойке, в связи с чем в теплотехническом расчете следует учитывать минимальную скорость движения воздуха в прослойке, вызываемую только гравитационным напором без влияния ветра.
Для надежной вентиляции воздушной прослойки минимальная скорость воздуха в ней должна быть не ниже 0,2 м/с. В противном случае следует понизить сопротивление на входе и выходе, например, за счет увеличения размеров отверстий.
Минимальная ширина входного и выходного отверстия должна быть не менее 0,04 м.
Скорость движения воздуха в вентилируемой воздушной прослойке определяют методом итерации при совместном решении уравнений (7 и 14). Предварительно приняв температуру воздуха в прослойке равной 0,8tн при aпр = 10 Вт/(м2·°С), вычисляют скорость движения воздуха по формуле (18), после чего находят среднюю температуру воздуха в прослойке, соответствующую этой скорости по формуле.
Допустимая разница между предыдущим и последующим значениями скорости должна быть в пределах 5 %.
Упругость водяного пара воздуха, выходящего из прослойки, вычисляют по формуле:
где:
А' = mв · eв + mн · eн ; (20)
W' = 3600·F·V; (21)
(22)
ев и ен - соответственно упругость водяного пара воздуха помещения и наружного воздуха, Па;
mв и mн - соответственно коэффициенты паропроницания внутренней и наружной части стены, мг/(м·ч·Па);
Н - высота вентилируемого участка стены, м;
W' - количество воздуха, м3, проходящее через сечение воздушной прослойки площадью F за 1 ч.
Температура внутренней поверхности экрана у входа воздуха в прослойку, °С, находим по формуле:
Максимальная упругость водяного пара, Па, у внутренней поверхности экрана в месте выхода воздуха из прослойки можно определить по следующим формулам:
для tэ от 0 °С до +20 °С
Е = 610,6 · ехр(0,0726 · tэ - 0,276 · 10-3 · tэ2) (23)
для tэ от 0 °С до -20 °С
Е = 610,6 · ехр(0,082 · tэ - 0,35 · 10-3 · tэ2) (24)
для tэ от -21 °С до -45°С
Е = 610,6 · ехр(0,082 · tэ - 0,4335 · 10-3 · tэ2) (25)
При соблюдении условия е £ Ев отсутствует конденсация влаги на внутренней поверхности экрана стены с вентилируемой воздушной прослойкой.
В многослойных конструкциях с вентилируемой прослойкой необходимо обеспечивать ветрозащиту эффективной теплоизоляции паропроницаемыми материалами типа «Тайвек» во избежание повышения коэффициента теплопроводности ее вызываемой инфильтрацией воздуха.
Величина коэффициента теплопередачи ограждающей конструкции с учетом инфильтрации воздуха определяется по формуле:
(26)
где: с - теплоемкость воздуха, принимаемая равной 0,001 Дж/кг·°С;
Ro - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, (м2·°С)/Вт;
W - количество воздуха, которое будет проникать в ограждение при отсутствии ветрозащиты, кг/(м2·ч), определяемое по формуле:
(27)
где: DР - разность давлений воздуха со стороны воздушной прослойки и помещения, Па;
- сумма сопротивлений воздухопроницанию всех слоев ограждающей конструкции, (м2·ч·Па)/кг;
Сопротивление воздухопроницанию материалов вычисляется по формуле:
(28)
где: d - толщина слоя, м;
i - коэффициент воздухопроницаемости материала, кг/(м·ч·Па).
При совместном учете действия ветра и разности температур величина суммарного давления, Па может быть определена по приближенной формуле:
(29)
где: Vв - расчетная скорость ветра, м/с;
Н - расстояние по вертикали от середины этажа до нейтральной зоны, м. Положение нейтральной зоны принимается на расстоянии 0,7 высоты здания от уровня земли.
п - коэффициент, учитывающий несовпадение во времени расчетной скорости ветра и средней температуры воздуха в прослойке, принимаемый равным 0,6;
gпр - плотность воздуха в воздушной прослойке, кг/м3.
Температура в рассматриваемой плоскости ограждения при отсутствии ветрозащиты теплоизоляционного слоя находится по формуле:
(30)
где: tпр - средняя температура воздуха в воздушной прослойке, °С.
ПРИМЕР 1: Рассчитать теплотехнические параметры многослойной стены с вентилируемой воздушной прослойкой административного здания.
Несущая часть стены - кирпичная кладка толщиной 510 мм с lкл = 0,87 (м·°С)/Вт, оштукатуренная слоем толщиной 25 мм со стороны помещения. Теплоизоляция - минераловатные плиты lут = 0,045 (м·°С)/Вт. Ширина воздушной прослойки в = 0,05 м. Экран - металлические кассеты с отбортовкой по 4-м сторонам. Количество кронштейнов 1,9 шт/м2, высота воздушной прослойки - 12 м. место строительства - г. Москва. Расчетные параметры воздуха tн = - 28 °С, tв = 18 °С, jвн = 55 %.
1. Вычисляем ГСОП:
ГСОП = (tв - tom.nep)·Zom.nep = (18 + 3,1)·214 = 4515.
2. По табл. 4 СНиП 23-02-2003 по интерполяции находим:
3. Требуемое термическое сопротивление слоя теплоизоляции при коэффициенте теплотехнической однородности r = 1.
dут = 1,72 · 0,045 = 0,077 м. Принимаем dут = 0,08 м.
4. Определяем коэффициент теплотехнической однородности стены при кронштейнах массой до 0,7 кг и количестве их 1,9 на м2. Для этого по графику (рис. 1) находим r' = 0,9 (по интерполяции).
По формуле (2) вычисляем:
где - сопротивление теплопередаче стены без учета воздушной прослойки.
Тогда требуемая толщина теплоизоляции с учетом коэффициента теплотехнической однородности составит:
dут = 0,077 / 0,95 = 0,08 м. Принимаем dут = 80 мм.
Определение скорости движения воздуха, температуры воздуха и коэффициента теплообмена в прослойке производим методом итерации при расчетной зимней температуре наиболее холодного месяца (января), tн = -10,2 °С.
На первом этапе итерации.
5. Принимаем среднюю температуру воздуха в прослойке равной tnp = 0,8·tн = 0,8·(-10,2) = - 8,2 °С и aпр = 10 Вт/(м2·°С).
6. Определяем скорость движения воздуха в прослойке по формуле:
где:
7. Вычисляем:
8. Находим:
А = kв · tв + kн · tн = 0,38·18 + 7,14·(-10,2) = - 65,9 Вт/м2
kв + kн = 0,38 + 7,14 = 7,52 Вт/(м2·°С)
9. Количество воздуха, проходящего через прослойку:
W = 3600·F·V·gnp = 3600·0,06·0,8·1,333 = 230 кг/м3
где:
10. Средняя температура воздуха в прослойке:
На втором этапе итерации.
11. Определяем:
12. Находим:
13. Вычисляем:
W = 3600·0,06·0,29·1,339 = 83,8 м2/ч
14. Значение:
где
15. Вычисляем:
А = 0,35·18 + 2,56·(-10,2) = - 19,8 Вт/м2
kв + kн = 0,35 + 2,56 = 2,91 Вт/(м2·°С)
На третьем этапе итерации.
17. Вычисляем:
18. Находим:
W = 3600·0,06·0,43·1,34 = 124 м2/ч
А = 0,35·18 + 2,78·(-10,2) = - 22,0 Вт/м2
kв + kн = 0,35 + 2,78 = 3,13 Вт/(м2·°С)
На четвертом этапе итерации.
19. Вычисляем:
W = 3600·0,06·0,375·1,34 = 108 м2/ч
А = 0,35·18 + 2,7·(-10,2) = - 21,2 Вт/м2
kв + kн = 0,35 + 2,7 = 3,0 Вт/(м2·°С)
В этом случае скорость воздуха в прослойке:
20. Так как на четвертом этапе итерации скорость воздуха в прослойке изменилась менее, чем на 5 %, поэтому принимаем
Для оценки возможности конденсатообразования на внутренней поверхности экрана проводим расчет влажностного режима в воздушной прослойке.
21. Вычисляем коэффициент паропроницания части покрытия от помещения до воздушной прослойки.
22. При tв = +1,8 °C и j = 55% ев = 2064·0,55 = 1135 Па;
tн = -10,2 °С и j = 70 % ев = 255·0,7 = 178 Па.
23. Вычисляем:
А' = 0,197·1135 = 223,6 Вт/(м2·ч)
W' = 3600·0,06·0,39 = 84 м2/ч
24. Определяем по формуле (10) температуру воздуха у выхода из воздушной прослойки в зоне наибольшей вероятности конденсации влаги:
25. Находим:
26. Определяем упругость водяного пара, выходящего из прослойки по формуле (19):
27. Температура воздуха на внутренней поверхности экрана у выхода воздуха из прослойки вычисляется по формуле (23):
28. Максимальная упругость водяного пара у внутренней поверхности экрана из кассет:
29. Так как е = 202 Па < Е = 269 Па конденсация влаги на внутренней поверхности экрана отсутствует.
ПРИМЕР 2: Определить при отсутствии ветрозащиты утеплителя снижение теплоизолирующих качеств многослойной стены, представленной в примере ... 5-этажного здания с высотой этажа 2,8 м, строящегося в г. Москве при расчетной скорости ветра VB = 5 м/с, высоте здания - 14 м, ширине -14 м, длине - 30 м.
1.При
k2 = - 0,6 k3 = 0,75 (по интерполяции)
3. Определяем суммарное давление:
4. Находим:
5. Вычисляем:
W = 21,8/394 = 0,055 кг/(м2·ч)
6. Определяем коэффициент теплопередачи части стены от воздушной прослойки до помещения:
Ro = 1/0,39 = 2,56 (м2·°С)/Вт
7. Снижение сопротивления теплопередаче стены при отсутствии ветрозащиты теплоизоляции составило 2,84/2,56 = 1,11, т. е. 11 %.
8. Температура внутренней поверхности слоя теплоизоляции при отсутствии ветрозащиты составит:
9. При ветрозащите теплоизоляции температура на ее внутренней поверхности равна:
10. Температура наружной поверхности теплоизоляции:
11. Температурный перепад:
- при отсутствии ветрозащиты
Dt = 7,1 + 6,8 = 13,9 °С
- при ветрозащите
Dt = 11 + 6,8 = 17,8 °С
12. Из условия равенства теплового потока:
Таким образом, коэффициент теплопроводности теплоизоляции за счет инфильтрации воздуха возрос более, чем вдвое.
В утепленных покрытиях с кровлями из листовой стали, меди, профнастила, металлочерепицы во избежание конденсации влаги на поверхности кровли, обращенной к воздушной прослойке необходимо обеспечивать естественную вентиляцию прослойки наружным воздухом.
Для наклонной воздушной прослойки формула (5) принимает вид:
Рg = l·sina·(gн - gпр)
где: l - длина ската кровли;
a - уклон кровли.
Температура воздуха изменяется по длине прослойки, а следовательно изменяется и величина сопротивления теплопередаче ограждения по длине прослойки.
Температура tx воздуха в прослойке на расстоянии lx, м, от места входа в прослойку может быть определена по формуле:
(31)
где: А = kв · tв + kн · tн ;
W = 3600·F·V·gnp;
V - скорость движения воздуха в прослойке, м/с;
tв и tн - соответственно температура воздуха в помещении и наружного воздуха, °С;
kв и kн - соответственно коэффициенты теплопередачи части конструкции покрытия от воздушной прослойки до воздуха помещения и от воздушной прослойки до наружного воздуха, Вт/(м2·°С);
F - площадь сечения воздушной прослойки, м2;
С - удельная теплопроводность воздуха при значениях kв и kн в кВт/(м2·°С) равная 1005 Дж/(кг·°С), при значениях kв и kн в Вт/(м2·°С) равная 1,005 Дж/(кг·°С);
W - количество воздуха, проходящее через сечение воздушной прослойки площадью сечения F, за 1 ч.
Как было указано в Приложении 1, коэффициент теплообмена в воздушной прослойке может быть определен по формуле (11):
(11)
где: d - эквивалентный диаметр участка воздушной прослойки шириной 1 м, м.
Таким образом, можно определить значения температуры в нескольких сечениях по длине воздушной прослойки, на основании которых вычислить ее среднее значение.
Средняя температура воздуха в вентилируемой прослойке может быть также определена по формуле:
(32)
Скорость движения воздуха в прослойке вычисляется по формуле:
(33)
где: сумма аэродинамических местных сопротивлений течению воздуха в прослойке, вычисляемая по формуле (15)
(15)
где: xвх, xпов, xвых - значения аэродинамических местных сопротивлений в прослойке у входа, поворота и выхода из прослойки, которые могут быть приняты равными:
xвх = 1; xпов = 0,75; xвых = 1 (34)
Тогда
(35)
Для надежной вентиляции воздушной прослойки минимальная скорость воздуха в ней должна быть не менее 0,2 м/с.
В противном случае следует понизить сопротивление на входе и выходе за счет увеличения размера отверстий. Минимальная толщина входного и выходного отверстий должна быть не менее 0,04 м.
Скорость движения воздуха в воздушной прослойке следует определять методом итерации при совместном решении уравнений (32) и (33).
При этом сначала среднюю температуру воздуха в прослойке принимают равной 0,8tн, а коэффициент теплообмена aпр =10 и вычисляют скорость движения воздуха в прослойке по формуле (33). Затем определяют среднюю температуру воздуха в прослойке, соответствующую этой скорости по формуле (32). Расчет заканчивают при условии, когда разница между предыдущим и последующим значениями скорости движения воздуха не превысит 5 %. Упругость водяного пара, выходящего из прослойки может быть определена по формуле:
(36)
где:
А' = mв · eв + mн · eн ; (20)
W' = 3600·F·V; (21)
(22)
ев и ен - соответственно упругость водяного пара воздуха помещения и наружного воздуха, Па;
mв и mн - соответственно коэффициенты паропроницания части покрытия от помещения до воздушной прослойки и части покрытия от воздушной прослойки до наружного воздуха, мг/(м·ч·Па);
l - длина воздушной прослойки, м;
W' - количество воздуха, м , проходящее через сечение воздушной прослойки площадью сечения F за 1 ч.
Температура внутренней поверхности кровли у выхода воздуха из прослойки вычисляется по формуле (23):
(23)
Для исключения возможности конденсатообразования разности соответствующее этой температуре значение упругости водяного пара Е должно быть больше, чем величина «е».
ПРИМЕР: Рассчитать покрытие мансардного этажа с вентилируемой воздушной прослойкой и кровлей из листовой стали (рис. 121) жилого дома, строящегося в районе с ГСОП = 4000 и средней температурой самого холодного месяца tн = - 10 °С.
Конструктивное решение покрытия мансарды
1. В соответствии со СНиП 23-02-2003 требуемое сопротивление теплопередаче покрытия составляет
2. Определяем требуемую толщину теплоизоляции из минплиты с lут = 0,05 Вт/(м·°С)
dут = (4,2 - 1,01)· 0,05 = 0,159 м. Принимаем dут = 160 мм.
3. Сопротивление теплопередаче нижней части покрытия (от воздушной прослойки до воздуха помещения):
где: aн = 12 Вт/(м2·°С) - коэффициент теплоотдачи для чердачных перекрытий.
4. Сопротивление теплопередаче верхней части покрытия (от воздушной прослойки до наружного воздуха):
5. Коэффициенты теплопередаче нижней и верхней части конструкции покрытия:
kв = 1/3,973 = 0,251 Вт/(м2·°С)
kн = 1/0,425 = 2,35 Вт/(м2·°С)
6. При температуре наружного воздуха tн = - 10 °С примем среднюю температуру воздуха в воздушной прослойке 0,8·tн = 0,8·(-10) = -8 °С и минимальную толщину воздушной прослойки 0,04 м.
7. Плотность наружного воздуха и воздуха в воздушной прослойке:
8. Скорость движения воздуха в прослойке:
где:
9. Количество воздуха, проходящего через сечение воздушной прослойки площадью:
Fnp = 0,04·1 = 0,04 м2
W = 3600·0,04·0,37·1,33 = 71 кг/ч
10. Находим:
А = kв · tв + kн · tн = 0,251 · 20 - 2,35 · 10 = 18,48 Вт/м2
11. Для любого сечения, отстоящего на расстоянии x = lx·sina, м от входного отверстия температуру воздуха в прослойке определяем по формуле:
12. Выполняем расчет температуры воздуха в прослойке от входного отверстия начиная с х = 0,25 м и далее через каждый метр. Для этих же сечений производим расчет коэффициента теплопередачи по формуле:
Так как x = lx·sina, то
Результаты расчета сводим в таблицу 31.
Результаты расчета теплотехнических параметров воздушной прослойки
Таблица 31
x, м |
Расстояние от входа в прослойку по ее длине, м |
Расчет температуры воздуха, tx, °C |
Расчет «К» |
||||
0,018·х |
е-0,018·х |
-7,52·е-0,018 |
tx |
tв - tx |
К, Вт/(м2·оС) |
||
0,25 |
0,5 |
0,009 |
0,99 |
-7,4 |
-9,95 |
29,95 |
0,25 |
0,75 |
1,5 |
0,027 |
0,97 |
-7,3 |
-9,9 |
29,9 |
0,25 |
1,25 |
2,5 |
0,045 |
0,95 |
-7,1 |
-9,8 |
29,8 |
0,249 |
1,75 |
3,5 |
0,064 |
0,94 |
-7,0 |
-9,8 |
29,8 |
0,249 |
2,25 |
4,5 |
0,082 |
0,92 |
-6,9 |
-9,7 |
29,7 |
0,248 |
2,75 |
5,5 |
0,1 |
0,9 |
-6,7 |
-9,65 |
29,65 |
0,248 |
3,25 |
6,5 |
0,12 |
0,88 |
-6,6 |
-9,6 |
29,6 |
0,247 |
|
|
|
|
|
tср = -9,8°C |
|
Кср = 0,249 |
13. Средняя температура воздуха в воздушной прослойке , а среднее значение коэффициента теплопередачи конструкции покрытия к = 0,249 Вт/(м2·°С) или сопротивление теплопередачи Ro = 1/0,249 = 4,0 (м2·°С)/Вт. Таким образом, наличие вентилируемой воздушной прослойки снизило сопротивление теплопередаче конструкции покрытия на 0,2 (м2·°С)/Вт, что должно быть компенсировано дополнительным слоем теплоизоляции равным
14. Средняя температура воздуха в вентилируемой воздушной прослойке может быть так же определена методом итерации.
На первом этапе итерации.
15. Для tnp = 0,8·tн = - 8 °С и gпр = 1,332 кг/м3
V = 0,37 м/с и W = 71 кг/ч
Вычисляем среднюю температуру воздуха в прослойке по формуле:
На втором этапе итерации.
16. Находим:
17. Скорость воздуха в прослойке:
18. При V = 0,12 м/с определяем aпр по формуле (11) и Rnp :
где
19. Вычисляем:
kв + kн = 0,23 + 1,38 = 1,61 Вт/(м2·°С)
20. Находим значения «А» и расход воздуха «W»:
А = 0,23·20 - 1,38·10 = -9,2 Вт/м2
W = 3600·0,04·1,341·0,12 = 23 кг/ч
На третьем этапе итерации.
22. При этой температуре воздуха в прослойке определяем:
23. Скорость воздуха:
24. Вычисляем:
25. Определяем:
А = 0,235·20 + 1,44·(-10) = -9,6 Вт/м2
W = 3600·0,04·1,34·0,165 = 32 м2/ч
kв + kн = 1,44 + 0,235 = 1,675 Вт/(м2·°С)
26. Вычисляем среднюю температуру воздуха в прослойке:
27. Проверяем значение скорости воздуха в воздушной прослойке:
Таким образом, тепло- и аэродинамические параметры воздушной прослойки составляют:
Vпр = 0,165 м/с; aпр = 2,67 Вт/м2·°С;
В итоге можно констатировать, что расчет средней температуры воздуха в вентилируемой воздушной прослойке выполненный методом итерации дает примерно на 2-2,5 % более точный результат, что обусловлено корректировкой значения «aпр» в зависимости от скорости и температуры воздуха в ней.
Для оценки возможности конденсатообразования на внутренней поверхности кровли из листовой стали проведен расчет влажностного режима в воздушной прослойке.
28. Вычисляем коэффициенты паропроницания части покрытия от помещения до воздушной прослойки и от воздушной прослойки до наружного воздуха:
где: Rn - сопротивление паропроницанию рулонного битумно-полимерного материала.
29.
30. При tв = + 20 °С и j = 50 % ев = 2338·0,5 = 1169 Па;
tн = -10 °С и j = 70 % ен = 260·0,7 = 182 Па.
31. Вычисляем:
А' = 0,61 · 1169 + 8 · 182 = 730 + 1456 = 2186 Вт/(м2·ч)
W' = 3600 · 0,04 · 0,165 = 24 м2/ч
32. Так как наибольшая вероятность конденсации пара в покрытии будет у выхода из воздушной прослойки определим температуру в этом сечении, для чего воспользуемся формулой:
33. Находим:
34. Определяем упругость водяного пара, выходящего из прослойки по формуле:
35. Температура воздуха на внутренней поверхности кровли из листовой стали:
36. Максимальная упругость водяного пара у внутренней поверхности кровли из листовой стали:
37. При е = 231 Па < Е = 271 Па конденсация влаги на внутренней поверхности кровли из листовой стали отсутствует.
38. При отсутствии вентиляции воздушной прослойки сопротивление паропроницанию ее с учетом конвекции воздуха составит:
39. Определяем температуру воздуха в прослойке, для чего вычислим ее значение на поверхностях:
Упругость водяного пара при равна Е = 363 Па.
40. Количество пара, поступающего к зоне конденсации:
где:
Итак, на внутренней поверхности кровли из листовой стали при отсутствии вентиляции воздушной прослойки будет конденсироваться на м2 в час около 500 г влаги.
Расположен в: |
---|
Источник информации: https://internet-law.ru/stroyka/text/48420
На эту страницу сайта можно сделать ссылку:
На правах рекламы:
© Антон Серго, 1998-2024.
|
Разработка сайта |
|