книги / Физико-техническое проектирование ограждающих конструкций зданий

вентиляцией и ninf = 1 6 8 -% для зданий, в помещениях которых

поддерживается подпор воздуха во время действия приточной механической вентиляции;

к, р*', Pv, Vhто же, что и в формуле (1.50).

Для жилых зданий количество инфильтрующегося воздуха GmJ, поступающего в лестничные клетки в течение суток отопи­ тельного периода и через неплотности заполнений проемов оп­ ределяется по формуле

где AF и Aed - соответственно для лестничной клетки суммар­ ная площадь окон и балконных дверей и входных наружных две­ рей, м2;

RaF и Ra ed - соответственно для лестничной клетки тре­

буемое сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей и входных наружных дверей;

APF и APed - соответственно для лестничной клетки рас­ четная разность давлений наружного и внутреннего воздуха для окон и балконных дверей и входных наружных дверей, опреде­ ляют по формуле (13) СНиП 23-02-03 для окон и балконных дверей с заменой в ней величины 0,55 на 0,28 и с вычислением удельного веса по формуле (14) СНиП 23-02-03 при соответст­ вующей температуре воздуха, Па.

Для общественных зданий количество инфильтрующегося воздуха, поступающего через неплотности светопрозрачных конструкций и дверей допускается принимать в нерабочее время

71

-изменение объемно-планировочного решения здания (раз­ меров, формы и компоновки секций);

-выбор более эффективных систем теплоснабжения, ото­ пления и вентиляции и способов их регулирования;

-комбинирование предыдущих вариантов.

При уменьшении значений сопротивлений теплопередаче Rrcq, м2-°С/Вт, отдельных элементов ограждающих конструк­ ций следует стремиться, чтобы новые значения были не ниже ве­

ходимо принять ряд мероприятий, направленных на снижение расчетной величины удельного расхода тепловой энергии на отопление здания:

- изменить объемно-планировочное решение здания, путем снижения площади наружных ограждений, уменьшения количе­ ства наружных углов, увеличения ширины здания, использова­ ния соответствующей ориентации и рациональной компоновки помещений;

-уменьшить площадь светопрозрачных конструкций до минимально необходимой по требованиям естественной осве­ щенности;

-осущ ествить блокировку здания с соседними зданиями

собеспечением надежного примыкания;

-запроектировать тамбурные помещения за входными дверями;

72

-выбрать меридиональную или близкую к ней ориентацию продольного фасада здания;

-принять более эффективную систему теплоснабжения;

-применить более эффективные виды приборов отопления

ирационально их разместить в помещениях.

1.15.Влажное состояние ограждающ их конструкции

Ввоздухе помещений всегда содержится некоторое количе­ ство влаги в виде водяного пара.

Наличие влаги в воздухе оказывает значительное влияние на самочувствие человека и теплозащитные качества ограждаю­ щих конструкций.

Всухом воздухе значительно быстрее, чем во влажном, ис­ паряется влага с поверхности кожи. При влажности воздуха ме­ нее 20 % пересыхает слизистая оболочка и человек более вос­ приимчив к инфекциям. С другой стороны, слишком влажный воздух вызывает быструю утомляемость, препятствует испари­ тельным процессам, поэтому человек чувствует себя в такой среде дискомфортно.

Увеличение влагосодержания в материалах ограждения все­ гда сопровождается уменьшением теплозащитных свойств огра­ ждения и преждевременным его разрушением.

Известно, что вода прекрасно проводит тепло, а воздух, особенно сухой, обладает достаточно высокими теплоизоляци­

онными качествами. Поэтому теплоизоляционные материалы с большим количеством пор, заполненных воздухом, имеют пре­ красные теплозащитные свойства. Однако, если поры заполня­ ются влагой, теплоизоляционная способность материала резко ухудшается. Коэффициент теплопроводности увеличивается, следовательно, сопротивление теплопередаче уменьшается.

Увлажненные материалы быстро разрушаются от коррозии, замораживания, биологических процессов.

характеризуется количеством влаги (в граммах), которое содер­ жится в 1 м3 воздуха.

73

Количество водяного пара, содержащегося в воздухе, харак­ теризуется парциальным давлением или упругостью водяно­ го пара.

Существует два понятия парциального давления водяного пара: действительное и максимальное.

Под действительным парциальным давлением е, Па, пони­

мается давление водяного пара в воздухе при данной температу­ ре (положительной или отрицательной) и относительной влаж­ ности менее 100 %.

Под максимальным парциальным давлением Е, Па, пони­

мается давление, которое возникает в воздухе при данной тем­ пературе (положительной или отрицательной) и относитель­ ной влажности воздуха, равной 100 %. Такое давление возникает в воздухе, когда он полностью насыщен водяным паром и не может воспринимать больше влагу.

Численные значения максимального насыщения водяного пара Е, Па, для температур от 0 до 30,9 °С и от 0 до —41 °С приведены соответственно в табл. С.2 и С.1 приложения С СП 23-101-04.

Степень насыщения воздуха влагой выражают через отно­ сительную влажность <р, %, представляющую собой отноше­ ние действительного содержания водяного пара к количеству на­

Влажностный режим помещений (в холодный период года) согласно данным табл. 1.7 подразделяют на сухой, нормальный, влажный и мокрый в зависимости от величины относительной влажности и температуры воздуха. При повышении температуры воздуха его относительная влажность понижается, а при пони­ жении - возрастает.

Помимо воздушной среды увлажнение материалов в ограж­ дениях может происходить за счет строительной влаги, попа­ дающей в материалы ограждения в период возведения здания, и грунтовой влаги, проникающей в ограждения из грунта при недостаточной гидроизоляции ограждения.

74

Атмосферная влага, образующаяся за счет неблагоприятных метеорологических условий (косых дождей и наличия ветров для некоторых районов Дальнего Востока), как и эксплуатационная влага, проникающая в ограждения при выполнении в помещении мокрых производственных процессов (бани, прачечные и др.), также способствует увлажнению ограждений. Однако наиболее опасными для ограждающих конструкций являются гигроскопи­ ческая влага, попадающая в ограждения за счет гигроскопиче­ ских свойств материала поглощать (сорбировать) влагу из возду­ ха, и конденсационная влага, которая попадает в ограждения за счет конденсации водяных паров при возникновении определен­ ных температурно-влажностных условий воздушной среды. Ка­ ждый из этих видов влаги может вызвать повышенное увлажне­ ние ограждений, поэтому при проектировании и строительстве зданий необходимо принимать меры и предусматривать конст­ руктивные решения, предупреждающие попадание влаги в мате­ риал ограждающих конструкций.

1.15.1. Расчет ограждающих конструкций на конденсацию водяного пара

Известно, что масса воды, которая в парообразной форме содержится в воздухе, зависит от температуры и ее количество всегда увеличивается с повышением температуры (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Давление насыщения водяного пара и мак­ симальное содержание влаги в воздухе в зависимо­ сти от температуры

75

жидкое состояние. Эту воду называют росой, конденсатом или конденсационной влагой. Подобное явление наблюдается в при­ роде летом в виде туманов в утренние часы, а также зимой при понижении температуры воздуха.

Температура точки росы имеет большое практическое зна­ чение для оценки теплотехнических качеств ограждающих кон­ струкций. При достижении в помещении температуры точки ро­ сы образовавшийся в воздушной среде капельно-жидкий кон­ денсат может выпасть на внутреннюю поверхность ограждения. Во избежание конденсации водяного пара на внутренней по­ верхности ограждения ее температура должна быть выше темпе­ ратуры точки росы. С этой целью проводится расчет, который сводится к определению двух температур: температуры внут­ ренней поверхности ограждения т5/, °С, и температуры точки

росы ^ ,° С , которые затем сравниваются между собой, при этом проверяется выполнение условия td < zsi.

Температуру внутренней поверхности т51, °С, однород­

ной однослойной или многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями определяют по формуле (1.33), а тем­

пературу точки росы td9 °С, в зависимости от расчетной тем­

пературы внутреннего воздуха tinn°C, и относительной влаж­

ности воздуха помещения по приложению Р

СП 23-101-04.

Образование конденсата можно исключить снижением влажности воздуха средствами вентиляции или увеличением со­ противления теплопередаче ограждения, или повышением тем­ пературы внутреннего воздуха в помещении.

В помещениях с высокой влажностью воздуха (прачечная, бани и т.д.) конденсация водяного пара на внутренней поверхно­ сти ограждения неизбежна; в этих случаях следует предусматри­ вать конструктивные мероприятия против ее проникновения в толщу ограждения.

77

1.15.2. Графоаналитический метод определения зоны конденсации

внутри многослойной ограждающей конструкции

При расчете влажностного режима многослойных огражде­ ний, а также для определения возможности образования конден­ сата внутри ограждения используется графоаналитический ме­ тод, сущность которого заключается в том, что сначала выпол­ няются два схематических разреза многослойной ограждающей конструкции (рис. 1.8): один в масштабе термических сопротив­ лений отдельных слоев конструкции (рис. 1.8, а), а второй - в линейном масштабе (рис. 1.8, б).

Рис. 1.8. Построение графиков распределения температуры, макси­ мальной и действительной упругости водяного пара внутри ограждаю­ щих конструкций: а - на схематическом разрезе конструкции, выпол­ ненной в масштабе термических сопротивлений; б - то же, выполнен­ ной в линейном масштабе

альных давлений. Затем на крайних вертикалях этого схематиче­ ского разреза откладывают расчетные значения температур

78

внутреннего tmn °С, и наружного texl, °С, воздуха и полученные точки соединяют между собой: tlnl соединяют с t^,.

При выборе температуры наружного воздуха следует иметь в виду, что при расчетах влажностного режима ограждающих конструкциях tex, принимают равной средней температуре пе­ риода месяцев с отрицательными среднемесячными температу­ рами согласно табл. 3 СНиП 23-01-99. Это связано с тем, что процесс диффузии протекает значительно медленнее процессов теплопередачи и для установления условий влагонасыщения

вограждениях требуется более продолжительное время.

Всоответствии со значениями температур, используя при­ ложение С СП 23-101-04, строят график Е,„, - Еа1, который име­ ет криволинейный характер.

Точки пересечения прямой t,n, - t ex, и кривой ЕШ1- Е а1

с вертикальными линиями слоев первого схематического разреза переносят на второй разрез и соединяют их между собой. Лома­

ная линия x'sj, xj, х'2, x'se и кривая Е[, Е'г, E'se представ­

ляют собой графики распределения температур и насыщенного пара внутри действительной ограждающей конструкции.

Используя формулу (1.56) относительной влажности, опре­ деляют значения действительной упругости водяного пара еш, и еех1, Па, которые откладывают на крайних вертикалях первого схематического разреза ограждения и соединяют их прямой еш - е а г Значение ет, устанавливают по данным tm,, °С, и <р/и/, %, в зависимости от функционального назначения помещения, а еех1 - по данным texn °С, и ф„,, %, равной средней месячной относительной влажности воздуха наиболее холодного месяца. Точки пересечения прямой ет/ - еех1 с соответствующими верти­ кальными линиями слоев первого схематического разреза огра­ ждающей конструкции переносят на второй схематический раз­ рез конструкции и соединяют их между собой. Ломаная линия е'и, е[, е'2, e'se представляет собой график распределения дейст­ вительной упругости водяного пара внутри ограждающей конст­ рукции.

Для определения зоны возможной конденсации внутри дей­ ствительной многослойной ограждающей конструкции прово-

79

дится анализ графиков максимальной , Е[, Е'2, E'se и дейст­

вительной e'sj, е{, е'2, е\с упругости водяного пара. Если графи­ ки не пересекаются, то внутри ограждающей конструкции отсут­ ствует конденсация влаги. Если они пересекаются, что фактиче­ ски невозможно, так как относительная влажность не может быть более 100 %, то это лишь указывает на возможность кон­ денсации водяного пара внутри конструкции. Чтобы определить зону конденсации, необходимо построить касательные линии из точек esi и ew к графику максимальной упругости водяного па­ ра. Точки касания определяют границы конденсации водяного пара внутри многослойной ограждающей конструкции (рис. 1.9).

Па

Рис. 1.9. Графический метод определения зоны конденсации внутри ограждающей конструкции

В зоне конденсации влага выпадает в форме конденсацион­ ной воды.

Часть ограждающей конструкции, расположенной между внутренней поверхностью ограждения и зоной конденсации, но­ сит название области конденсации. В ней еще без опасности ув­ лажнения идет процесс диффузии водяного пара из помещения. В зоне конденсации относительная влажность материала ограж­ дения достигает 100 %.

80