Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Л.1 Состав и последовательность расчета
В настоящем разделе приводится методика теплотехнических расчетов, позволяющая определить параметры теплового и влажностного режима стен с НФС.
Теплотехнический расчет состоит из:
- подбора толщины утеплителя для стены с НФС, минимально необходимой для удовлетворения нормативным требованиям по сопротивлению теплопередаче;
- расчета влажностного режима конструкции и проверки влажности материалов на удовлетворение нормативным требованиям;
- уточнении характеристик материалов с учетом их средней влажности в расчетный период;
- расчета воздухообмена в воздушной прослойке;
- проверки достаточности количества удаляемой из воздушной прослойки влаги в расчетный период;
- расчете требуемой величины сопротивления воздухопроницанию стены.
Л.2 Методика расчета
1 Определяется требуемое сопротивление теплопередаче исходя из расчетных климатических характеристик района строительства и расчетных значений температуры проектируемого здания.
2 Определяется предварительная толщина слоя теплоизоляции (Л.3).
3 Из конструктивных соображений назначается толщина вентилируемой воздушной прослойки.
4 С учетом этажности здания и района строительства определяется скорость движения воздуха в воздушной прослойке (Л.4).
5 Определяется влажностный режим рассматриваемой конструкции (Л.5).
6 По результатам п. 5 при необходимости корректируются или добавляются слои пароизоляции и вносятся изменения в облицовочный слой конструкции.
7 Рассчитывается парциальное давление водяного пара на выходе из воздушной прослойки (Л.6).
8 По результатам п. 7 проверяется возможность выпадения конденсата в воздушной прослойке и при необходимости корректируются толщина воздушной прослойки и зазор между плитками облицовки (Л.6).
9 Рассчитывается требуемая величина сопротивления воздухопроницанию стены, достаточное чтобы фильтрация воздуха не нарушала теплового и влажностного состояния стены (Л.7).
10 С учетом всех корректировок конструкции рассчитывается приведенное сопротивление теплопередаче стены (Л.8).
Л.3 Определение минимально необходимой толщины утеплителя фасадных систем с вентилируемой воздушной прослойкой
Далее предполагается, что теплозащитные и геометрические характеристики всех элементов стены с НФС известны. В случае отсутствия каких-либо данных их следует определять в соответствии с Е.3, Е.4.
Толщина теплоизоляционного слоя определяется по формуле
(Л.1)
- требуемое сопротивление теплопередаче стены, , определяемое в соответствии с 5.2;
- толщина теплоизоляционного слоя, м;
- коэффициент теплопроводности утеплителя, ;
- толщина конструкционного слоя, м;
- коэффициент теплопроводности материала конструкционного слоя, ;
, , , - то же, что и в формуле (Е.1).
Л.4 Определение параметров воздухообмена в воздушной прослойке
Движение воздуха в вентилируемой прослойке осуществляется за счет гравитационного (теплового) и ветрового напора. В случае расположения приточных и вытяжных отверстий на разных стенах скорость движения воздуха в прослойке может определяться по следующей формуле
, (Л.2)
где , - аэродинамические коэффициенты на разных стенах здания, по СП 20.13330;
- скорость движения наружного воздуха, м/с;
К - коэффициент учета изменения скорости потока по высоте по СП 20.13330;
h - разности высот от входа воздуха в прослойку до его выхода из нее, м;
, - средняя температура воздуха в прослойке и температура наружного воздуха, °С;
- сумма коэффициентов местных сопротивлений;
При расположении приточных и вытяжных отверстий воздушной прослойки на одной стороне здания, принимается и формула (Л.2) упрощается
(Л.3)
В формулах (Л.2) и (Л.3) используется средняя температура воздуха в прослойке , которая в свою очередь зависит от скорости движения воздуха в прослойке
(Л.4)
где - (Л.5)
предельная температура воздуха в прослойке, °С;
- (Л.6)
условная высота, на которой температура воздуха в прослойке отличается от предельной температуры в е раз () меньше, чем отличалась при входе в прослойку, м;
- удельная теплоемкость воздуха;
- средняя плотность воздуха в прослойке;
- термическое сопротивление стены от воздушной прослойки до наружного воздуха, ;
- термическое сопротивление облицовочной плитки, .
Для расчета в качестве берется либо требуемое сопротивление теплопередаче из Л.3, либо приведенное сопротивление теплопередаче стены из Л.7 (в случае если принятая в проекте толщина утеплителя более чем на 20% отличается от минимально допустимой по Л.3);
коэффициент теплоотдачи равен сумме конвективного и лучистого коэффициентов теплоотдачи .
Конвективный коэффициент теплоотдачи определяется по формуле
(Л.7)
Лучистый коэффициент теплоотдачи определяется по формуле
, (Л.8)
где - коэффициент излучения абсолютно черного тела, , равный 5,77;
, - коэффициент излучения поверхностей, , в случае отсутствия данных по применяемым материалам принимаются равными 4,4 для минеральной ваты, 5,3 для неметаллической облицовки, 0,5 для облицовки полированным (со стороны прослойки) металлом;
- температурный коэффициент, который определяется по формуле
(Л.9)
В процессе расчетов температура прослойки изменяется, но температурный коэффициент при этом изменяется слабо. Поэтому он находится один раз в начале расчетов для температуры .
Температура и скорость движения воздуха в прослойке находятся методом итераций: по формуле (Л.4) определяется средняя температура воздуха в прослойке с коэффициентом теплообмена в прослойке , затем по формуле (Л.2) или (Л.3) определяется средняя скорость движения воздуха в прослойке при полученной температуре, пересчитывается коэффициент теплообмена в прослойке, пересчитывается , по формуле (Л.4) определяется средняя температура воздуха в прослойке для скорости движения воздуха в прослойке, полученной на предыдущем шаге и т.д. На первом шаге средняя скорость движения воздуха в прослойке принимается равной 0 м/с. Шаги итерации продолжаются пока разница между скоростями воздуха на соседних шагах не станет меньше 5%.
В результате расчета находятся температура и скорость движения воздуха в прослойке, а также коэффициент теплообмена в прослойке .
Л.5 Расчет влажностного режима наружных стен с НФС с вентилируемой воздушной прослойкой
Для определения таких характеристик конструкции, как долговечность и расчетная теплопроводность, рассчитывают влажностный режим конструкции в многолетнем цикле эксплуатации (нестационарный влажностный режим). В наружных граничных условиях учитывают сопротивление паропроницанию ветрозащиты и наружной облицовки, а также воздухообмен в воздушной прослойке.
Результатом расчета является распределение влажности по толщине конструкции в любой момент времени ее эксплуатации, по которому определяют эксплуатационную влажность материалов конструкции.
По результатам расчета устанавливают соблюдение двух требований к конструкции.
Максимальная влажность утеплителя не должна превышать критической величины, которую принимают равной сумме - расчетной влажности материала для условий эксплуатации Б для применяемого утеплителя и - предельно допустимого приращения влажности материала по таблице 10.
Средняя влажность утеплителя и основания в месяц наибольшего увлажнения не должна превышать расчетную влажность материала для условий эксплуатации.
Если для какого-либо из слоев конструкции требования к влажностному режиму стены не выполняются рекомендуется усиливать внутреннюю штукатурку, или увеличивать воздухообмен в воздушной прослойке, или уменьшать сопротивление паропроницанию ветрозащиты.
Дополнительным результатом расчета нестационарного влажностного режима является величина потока водяного пара из конструкции в воздушную прослойку [ ] в наиболее холодный месяц.
Л.6 Расчет влажности воздуха на выходе из вентилируемой воздушной прослойки
Давление водяного пара в воздушной прослойке определяется балансом пришедшей из конструкции в прослойку и ушедшей из прослойки наружу влаги. Расчет проводится для наиболее холодного месяца. Решение уравнения баланса описывается формулой
(Л.10)
где - парциальное давление водяного пара в воздушной прослойке, Па;
- предельное парциальной давление водяного пара в прослойке, Па;
- условная высота, на которой парциальной давление водяного пара в прослойке отличается от предельного в е раз () меньше, чем отличалось при входе в прослойку, м;
- парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па;
- сопротивление паропроницанию облицовки фасада, ;
k - коэффициент, определяемый по формуле , ;
- удельный поток пара из конструкции в воздушную прослойку, , определяется по результатам, Л.5.
Величина сравнивается с давлением насыщенного водяного пара при температуре воздуха, равной , и если , то принимаются меры по улучшению влажностного режима воздушной прослойки: увеличивается ширина воздушной прослойки, уменьшается высота непрерывной воздушной прослойки (устанавливаются рассечки вентилируемой прослойки), увеличивается ширина зазора между плитками облицовки.
В случае разделения вентилируемой прослойки рассечками следует предусматривать продухи для выхода воздуха из нижней части прослойки и забора воздуха в верхнюю часть прослойки. По возможности следует препятствовать смешиванию выбрасываемого и забираемого воздуха.
Л.7 Расчет требуемой величины сопротивления воздухопроницанию стены с НФС с вентилируемой воздушной прослойкой
Требуемая воздухопроницаемость стены с облицовкой на относе, , определяется по формуле
(Л.11)
где Г - параметр получаемый из таблицы Л.1;
- полное сопротивление паропроницанию стены, .
Таблица Л.1 - Значения параметра Г, для различных значений параметров D и
D | 0,005 | 0,01 | 0,015 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,06 | 0,08 | 0,1 | 0,12 |
0,02 | 3,96 | 1,61 | 0,62 | |||||||
0,04 | 8,16 | 2,5 | 1,64 | 0,63 | ||||||
0,06 | 6,17 | 4,05 | 2,92 | 1,66 | 0,92 | |||||
0,08 | 16,7 | 5,54 | 4,1 | 2,55 | 1,68 | 0,65 | ||||
0,1 | 10,5 | 5,24 | 3,39 | 2,38 | 1,22 | 0,51 | ||||
0,12 | 25,6 | 8,52 | 4,19 | 3,03 | 1,73 | 0,96 | 0,42 | |||
0,14 | 15,1 | 7,54 | 3,67 | 2,22 | 1,39 | 0,81 | ||||
0,16 | 34,9 | 11,6 | 5,8 | 2,69 | 1,79 | 1,17 | 0,7 | |||
0,18 | 19,8 | 9,92 | 4,92 | 2,17 | 1,51 | 1,02 | ||||
0,2 | 44,6 | 14,9 | 7,43 | 3,61 | 1,84 | 1,32 |
Параметр D определяется по формуле
, (Л.12)
где - давление насыщенного водяного пара на границе между утеплителем и вентилируемой воздушной прослойкой, Па.
Параметр определяется по формуле
, (Л.13)
где - сопротивлению влагообмену на наружной границе ограждающей конструкции, , определяемое по формуле
(Л.14)
Полное сопротивление паропроницанию стены определяется как сумма сопротивлений паропроницанию всех слоев конструкции плюс сопротивления влагообмену на наружной и внутренней границах стены.
Воздухопроницаемость конструкции не должна превышать требуемую. Воздухопроницаемость конструкции определяется в соответствии с 7 для условий наиболее холодного месяца.
Л.8 Для конструкции после всех корректировок уточняется приведенное сопротивление теплопередаче.
Приведенное сопротивление теплопередаче рассчитывается в соответствии с приложением Е.
Приложение М
(справочное)
Дата публикования: 2015-10-09; Прочитано: 1260 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!