3. Розрахунок повітропроникності огороджуючої конструкції

Згідно з умовою (12),[1]:

де R_g – опір повітропроникності огороджувальної конструкції, м²·год Па/кг;

R_{g н} – необхідний опір повітропроникності, м² год Па/кг

За формулою (13), [1]:

де Δp – розрахункова різниця тисків, Па, визначається за додатком Т [1];

G_н – допустима повітропроникність огороджувальної конструкції, що встановлюється згідно

з табл.7 [1] залежно від виду огороджувальної конструкції. Для зовнішніх непрозорих огороджувальних конструкцій промислових будинків дорівнює 1,0 кг/(м² год).

Згідно із формулою (Т.1) [1]

де H=15 - висота будинку (від рівня підлоги першого поверху до верху витяжної шахти), м;

h_i =7,5м – висота від рівня підлоги першого поверху до середини огороджувальної конструкції і-го поверху, для якого проводиться розрахунок, м;

, – питома вага відповідно зовнішнього та внутрішнього повітря, Н/м³, що розраховується за формулами:

= 3463 / (273+(-22))=13,797(Н/м³)

= 3463 / (273+18)=11,900Н/м³)

де t_з – розрахункове значення температури зовнішнього повітря, ^oС, що приймається залежно від температурної зони за додатком Ж [1], для І температурної зони приймаємо рівним -22°С;

t_в - розрахункове значення температури внутрішнього повітря, ^oС

v - максимальна із середніх швидкостей вітру за румбами за січень, м/с, повторюваність яких складає 16 % та більше, прийнята згідно із [2] рівною 4,6 м/с ;

β_v – коефіцієнт, що враховує зміну швидкості повітря за висотою будівлі, який приймається згідно з табл. Т.1 [1], приймаємо рівним 0,65.

Тоді:

Опір повітропроникності непрозорих огороджувальних конструкцій розраховується за формулою (Т.3) [1]:

де - опір повітропроникності i-го шару конструкції, м² год Па/кг, що приймається згідно з табл. (Т.2) [1].

Тоді

Перевіряємо виконання умови (12) [1]:

Розрахунок повітропроникності огороджуючої конструкції завершено.

4. Оцінка вологісного режиму огороджуючої конструкції.

Для зовнішніх огороджувальних конструкцій будинків, що опалюються, обов'язкове виконання умови (16) [1]:

де Δw збільшення вологості матеріалу у товщі шару конструкції, в якому може відбуватися конденсація вологи, за холодний період року, % за масою;

Δw_д - допустиме за теплоізоляційними характеристиками збільшення вологості матеріалу, в шарі якого може відбуватися конденсація вологи, % за масою.

Згідно з пунктом (6.4) [1], e(x)<E(x) для б-якого x в межах огороджуючої конструкції, умова за формулою (16) [1] вважається виконаною, де:

e(х) -парціальний тиск водяної пари в товщі шару матеріалу в перерізі x, Па, який визначається за формулою (17) [1]:

де e_в – парціальний тиск водяної пари внутрішнього повітря, Па, що визначається за розрахунковим значенням відносної вологості φ_в=70 і значенням парціального тиску насиченої водяної пари, Е_в=2064(Па) (за [3]), за формулою (18) [1]:

e_з - парціальний тиск водяної пари зовнішнього повітря, що визначається за [2] для періоду найбільш холодного місяця року, Па;

R_e.Σ – опір паропроникненню огороджувальної конструкції, м² год Па/мг;

R_e.х – опір паропроникненню огороджувальної конструкції на відстані x від внутрішньої поверхні, м² год Па/мг.

Парціальний тиск насиченої водяної пари, E(x), Па, визначається згідно довідкових даних залежності E(t) по розподілу температури в товщі конструкції t(x), що розраховується за формулою

де t_{з е} – розрахункова температура зовнішнього повітря для процесу накопичення вологи в конструкції, що визначається за [2] для періоду найбільш холодного місяця року, дорівнює -7,3 ⁰С,

R_x – термічний опір частини огороджувальної конструкції від внутрішньої поверхні до перерізу x, м²·К/Вт, що розраховується за формулою (И.1) [1].

Опір паропроникненню огороджувальної конструкції та окремих її шарів розраховується за формулою (20) [1]:

де n – загальна кількість шарів в конструкції;

m – кількість повних шарів від внутрішньої поверхні до перерізу x;

δ_і – товщина і-го шару, м;

μ_i – паропроникність матеріалу i-го шару, мг/(м год Па), що визначається за табл.Л1 додатку Л [1];

номер	назва	густина ρ,кг/м3	товщина δ,м	теплопровідність λ, (Вт/(м∙К)	паро-проникність μ, мг/(м год Па)	опір паропроникності Re	термічний опір R
1	залізобетон	2500	0,05	1,92	0,03	1,67	0,026
2	плити мінераловатні напівжорсткі	35	0,06	0,041	0,05	1,20	1,463
3	цементно-піщаний розчин	1600	0,03	0,7	0,12	0,25	0,043
4	рубероїдний килим тришаровий	1000	0,015	0,17	0,008	1,88	0,088

За формулою (17) [1] знаходимо значення парціальних тисків в перерізах конструкції на кордонах внутрішніх шарів:

Знаходимо температури в перерізах на зазначених кордонах:

За [3] визначаємо значення парціального тиску насиченої водяної пари на кордонах шарів при визначених температурах:

Будуємо графіки зміни парціальних тисків водяної пари та насиченої водяної пари в залежності від перерізу х огороджуючої конструкції:

Перевіряємо виконання умови (6.4) [1] – умова не виконується.

Згідно з пунктом (6.5) [1], у разі у будь-якому з перетинів огороджувальної конструкції проводиться розрахунок приросту вологи у шарі матеріалу Δw, у якому відбувається конденсація вологи (у разі розташування зони конденсації на межі шарів – приріст розраховується для шару прилеглого до зони конденсації з боку внутрішньої поверхні) за формулою (22) [1]:

де P – кількість вологи, що конденсується у товщі огороджувальної конструкції за період накопичення вологи в конструкції, кг/м², що розраховується за формулою:

де e_к – парціальний тиск водяної пари, Па, у зоні конденсації, що визначається за формулою (17) [1]. В розрахунку приймаємо рівним Е(х) для температури в даному перерізі;

R_{e к} – опір паропроникненню частини огороджувальної конструкції від внутрішньої поверхні до зони початку конденсації, м² год Па/мг, що визначається за формулою (20) [1];

– термічний опір частини огороджувальної конструкції від внутрішньої поверхні до перерізу x, м²·К/Вт, що розраховується за формулою (И.1) [1];

Z – період накопичення вологи в конструкції, год, що встановлюється рівним періоду із середньодобовими температурами зовнішнього повітря менше ніж 8 ⁰С за [2], для м.Харків становить 189 діб;

δ_к – товщина шару матеріалу, м, у якому відбувається накопичення вологи, що конденсується (від зони конденсації до внутрішньої поверхні шару);

ρ_к – густина шару матеріалу, в якому відбувається конденсація вологи, кг/м³, що визначається згідно з таблицею Л.1 додатку Л [1];

Тоді необхідно виконати перевірку умови (16) [1] для шарів №№2,3,4. Шар №4 – рубероїдний килим –водонепроникний матеріал, тому розрахунок збільшення вологості для нього не виконується.

Перевіряємо виконання умови (16) [1]:

за табл.8 [1],

- умова виконується;

за табл.8 [1],

- умова виконується.

Оцінку вологісного режиму огороджуючої конструкції завершено.

Теплофізичне дослідження зовнішньої огороджуючої конструкції завершено.