Современные проблемы проектирования теплозащиты наружных стен Профессор Казанского ГАСУ д. т. н. , член-корр. РААСН Куприянов Валерий Николаевич 1
Параметры теплозащиты: 1. Необходимое сопротивление теплопередаче 2. Ненакопление парообразной и конденсированной влаги внутри стены 3. Невыпадение конденсата на внутренних поверхностях ТР Требуемое сопротивление теплопередаче для Казани Rто : до 1995 года – 1 (м 2· 0 С)/Вт после 1995 года – 3, 2 (м 2· 0 С)/Вт 2 2
Распределение требуемых приведенных сопротивлений теплопередаче по территории России 5, 0 2, 5 5, 0 3, 5 3, 0 5, 5 4, 0 2, 5 3, 0 4, 5 4, 0 3, 5 3
Основные конструкции стен с повышенным уровнем теплозащиты, применяемые в современном строительстве 4
Здания со стенами из мелких блоков с облицовкой из кирпичной кладки 5
Стены с системой теплоизоляции с тонким штукатурным слоем 6
Стены с навесными фасадными системами с вентилируемой воздушной прослойкой Кронштейн из алюминия Кронштейн из нержавейки 7
Основные схемы конструктивных решений наружных стен, как объектов теплозащиты: а, б – однослойные (сплошные) стены; в – двухслойные стены с наружным утеплением и штукатуркой по сетке; г – трехслойные стены с облицовочным слоем из кирпича или камня; д – стена с невентилируемой воздушной прослойкой; е – стена с вентилируемой воздушной прослойкой. 1 -внутренняя штукатурка; 2– наружная штукатурка; 3 -конструкционно- теплоизоляционный материал; 4 – лицевой кирпич или камни, составляющие сплошное сечение со стеной; 5 – конструкционный материал; 6 – теплоизоляционный слой; 7 – лицевой кирпич или камни, связанные с конструкционным слоем гибкими связями; 8 – пленка типа Тайвек; 9 – листовые или плитные облицовочные слои; 10 – приточное отверстие; 11 - вытяжное отверстие 8
Тепловой поток : , Вт/м 2 Сопротивление теплопередаче “по глади” стены Rто = Rтв+∑ Rтi + Rтн , (м 2· 0 С)/Вт. Предположение: Увеличение Rто в три раза должно снизить теплопотери Q также в три раза. Теплопередача в многослойном ограждении δ, δ 1, δ 2 – толщины слоев; λ, λ 1, λ 2 – коэффициенты теплопроводности материалов слоя, причем λ 1» λ 2, Q- тепловой поток 9
Структура теплопотерь в зданиях (%) Виды теплопотерь Общественные здания Жилые здания 28 28 -42 14 14 -21 Через неплотности, в том числе воздухообмен 52 30 -48 Горячее водоснабжение 7 22 -30 Электроэнергия 13 - Всего 100 Через наружные ограждения, (в том числе через стены и окна) в том числе через стены (50%) Реальная экономия теплопотерь от увеличения Rто составляет лишь часть от 14% (по данным НИИСФ – 5 ÷ 8%) 10 10
Структура теплопотерь по элементам ограждающих конструкций (%) Элементы ограждений • По глади стены • Через углы • Через сопряжения наружной стены с внутренними стенами • Через сопряжения наружной стены с междуэтажными перекрытиями • Через оконные откосы • Прочие теплопроводные включения Теплопотери, % 53 1 3 10 5 28 47 Вывод: половина теплопотерь (47%) зависит от конструктивных решений узлов ограждений, содержащих теплотехнические неоднородности (“мостики холода”). 11 11
Температуры внутренней поверхности горизонтального стыка железобетонных панелей наружных стен: 1 – гернит; 2 – цементный раствор; 3 – фибролит; 4 – железобетонная плита междуэтажного перекрытия; 5 – пенополистирол Температурные поля у оконного проема в стене кирпича: а – при двойных раздельных оконных переплетах; б – при спаренных оконных переплетах Температурное поле в наружном углу стены из силикатного кирпича 12
Невыпадение конденсата на внутренних поверхностях наружных стен в зонах теплотехнических неоднородностей τ´в >tр , где : τ´в- температура внутренней поверхности в зоне теплотехнических неоднородностей; tр - температура точки росы Для типовых теплотехнических неоднородностей (по СП 23 -101 -2004) величина τ´в может быть определена по известным формулам В остальных случаях на основании расчета температурных полей в узлах ограждающих конструкций. 13
Узел примыкания наружной стены к монолитному железобетонному каркасу 1 - перекрытие, 2 - колонна, 3 - пенобетонные блоки, 4 - термовкладыш URSA, 5 - теплоизоляционные плиты URSA, 6 - сетка, 7 - наружная штукатурка, 8 - внутренняя штукатурка 14
Температурные изотермы в месте опирания плиты перекрытия 15
Плесень на оконных откосах в жилом доме (Казань, ул. Глушко, д. 9) 16
• Действующие нормативные документы по теплозащите зданий – СНи. П и СП основное внимание уделяют процессам теплопередачи с целью снижения теплопотерь. • Конструированию наружных стен с целью снижения или исключения конденсации в них водяного пара действующие нормы уделяют недостаточное внимание. • В результате после нескольких лет эксплуатации в наружных стенах появляются возможные дефекты и разрушения. 17 17
Высотный дом в городе Санкт-Петербург, по ул. Косыгина 18
Узлы 19
20 20
21 21
Данные John Morton Великобритания Россия 22
Из "Технологии строительства" № 1(63)/2009 23
Московский Комсомолец № 25703 от 27 июля 2011 г. 24
Жилой дом № 10/19 на углу Беломорской и Чапаева, в г. Казани. 25
Фрагмент фасада Жилой дом по ул. Сафиуллина, в г. Казани. 26
Причины разрушения наружных стен Ошибки проектных решений § недостаточное армирование кладки облицовачных слоев, § отсутствуют требования к форме растворных швов (вогнутый шов при щелевых облицовочных кирпичах приводит к замачиванию пустот), § гибкие связи, кладочные сетки и анкера выполняются из некоррозионно -стойкой стали, § отсутствие расчетов по влагонакоплению и защите конструкций от конденсата и коррозии Ошибки производства работ § массовые отступления от проектных решений в части замены металла, кирпича, блоков, утеплителя, анкеров и т. д. § не выполнение строительных допусков, § уменьшение количества анкерных связей для крепления теплоизоляционных и облицовочных слоев к конструкционному слою. Главная причина – недостаточный учет физических процессов по влагонакоплению при эксплуатационных воздействиях на стадии проектирования наружных стен 27 27
Увеличение сопротивления теплопередаче может привести к снижению долговечности Внутренняя поверхность Наружная поверхность Распределение температур в трехслойной стене с облицовочным слоем из кирпича (120 мм) Сопротивление теплопередаче стены Rто 1 – 1, 2 (м 2· 0 С)/Вт 2 – 3, 2 (м 2· 0 С)/Вт 28
Продолжительность эксплуатации фасадных систем до первого капитального ремонта в зависимости от величины их сопротивления теплопередаче (по данным Лобова О. И. и Ананьева А. И. ) Продолжительность эксплуатации фасадных систем до первого капитального ремонта, года. >70 65 60 55 50 45 40 <35 Температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0, 92 ºС -20 -30 -40 Сопротивление теплопередаче фасадных систем (м 2· 0 С)/Вт 0, 99 1, 18 1, 27 1, 33 1, 40 1, 53 1, 60 1, 80 1, 24 1, 48 1, 60 1, 73 1, 79 1, 93 2, 00 2, 20 1, 48 1, 75 1, 89 2, 00 2, 10 2, 30 2, 40 2, 60 29
Рекомендации по проектированию теплозащиты наружных стен с ограничением или исключением конденсации парообразной влаги Проектирование основано на подборе оптимальных соотношений между сопротивлением паропроницанию слоёв ограждения (RПi) и сопротивлением теплопередаче этих же слоёв (RТi) для различных климатических условий (tн) 30
Диффузия парообразной влаги через однослойную ограждающую конструкцию , мг/м 2·ч В климатических условиях Казани (зимой) (e. В –e. Н) ≈ 1000 Па RПО для существующих наружных стен RПО = от 3 до 20 (м 2·ч·Па)/мг 31
Конденсация парообразной влаги в ограждении Условия конденсации: относительная влажность воздуха в порах материала, φ=(е/Е)100 становиться равной 100%, т. е. Е=е (метод Фокина-Власова) Однослойное ограждение Наличие или отсутствие конденсации по методу Фокина-Власова зависит от выбора (обоснования) расчетной величины температуры наружного воздуха t. Н 32
Конденсация парообразной влаги в двухслойном ограждении Конденсация зависит не только от tн , но и от взаимного расположения слоёв Распределение температур (t и τ), действительных (е) и максимальных (Е) давлений водяного пара по сечению наружной стены: 1– теплоизоляционный слой; 2 – несущий слой. Заштрихованная треугольная область на рис. (а) – зона конденсации водяного пара 33
Метод оценки температуры начала конденсации (tнк) в произвольном сечении наружной стены Метод основан на развитии метода Фокина-Власова. В основу нового метода заложено построение зависимости разности (Е-е) от t. Н для любого сечения стены: - если в данном сечении (Е-е)>0, то конденсация отсутствует, т. к. φ< 100%; - если в данном сечении (Е-е)<0, то идет конденсация, т. к. φ=100%. Пересечение зависимости (Е-е) от t. Н с линией (Е-е)=0 указывает на температуру начала конденсации в этом сечении. 34 27
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НАЧАЛА КОНДЕНСАЦИИ ПАРООБРАЗНОЙ ВЛАГИ В ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ТИПАХ НАРУЖНЫХ СТЕН 35 5
Результаты исследования однослойной кирпичной стены Расчет Эксперимент Зависимость разности (Еi–еi) от tн по сечениям однослойного ограждения Температура наружного воздуха, 0 С (Еi–еi) по сечениям ограждения, Па на внутренней поверхности 1/2 2/3 3/4 4/5 на наружной поверхности -10, 0 683 376 123 26 13 56 -11, 0 672 316 110 18 3 52 -12, 0 661 290 85 0 -13 46 -13, 0 649 277 66 -17 -24 41 -15, 0 627 230 21 -50 35 -20, 0 572 116 -79 -151 -103 23 Условные сечения Конструкция (1) 0, 154 м. (2) 0, 154 м. (3) 0, 154 м. (4) 0, 154 м. (5) 0, 154 м. Кирпичная кладка 0, 77 м. Относительная влажность воздуха по условным сечениям однослойной конструкции стены (расчет φ1, эксперимент φ2) Условные сечения 2/3, 3/4, 4/5 36 7
Результаты исследований простой двухслойной конструкции (без облицовочного слоя) Расчет Эксперимент Зависимость разности (Еi-еi) от tн по сечениям простой двухслойной конструкции (Еi-еi) по сечениям ограждения, Па Температура наружного воздуха, tн 0 С на внутренней поверхности 1/2 2/3 3/4 4/5 5/6 6/7 на наружной поверхности -5 914 954 1136 1229 1323 1419 531 95 -10 888 931 1130 1231 1335 1441 477 49 -20 835 880 1078 1182 1290 1401 344 18 -30 784 826 1001 1097 1198 1365 194 9 -40 734 771 916 1000 1093 1192 89 6 Конструкция: Внутренняя штукатурка, 15 мм. Силикатный кирпич, 250 мм. Rockwool, 100 мм. 37 8
Результаты исследований двухслойной конструкции с тонким слоем наружной штукатурки Зависимость разности (Еi-еi) от tн по сечениям двухслойной конструкции с тонким слоем наружной штукатурки (Еi-еi) по сечениям ограждения, Па Температура наружного воздуха, tн 0 С на внутренней поверхности 1/2 2/3 3/4 4/5 5/6 6/7 7/8 на наружной поверхности -5 915 950 1109 1190 1273 1358 467 27 95 -6 909 946 1109 1192 1277 1303 456 8 78 -7 904 941 1107 1192 1279 1368 444 -3 70 -10 888 927 1099 1188 1279 1372 404 -29 49 -20 836 875 1044 1134 1227 1324 262 -70 18 -30 785 821 966 1047 1133 1225 108 -84 9 -35 760 794 924 999 1080 1168 48 -87 7 Конструкция: Внутренняя штукатурка, 15 мм Силикатный кирпич, 250 мм Rockwool, 100 мм Ceresit, 4, 4 мм 38 9
Результаты исследований трехслойной конструкции СП-1 RПО=21, 15(м 2·ч·Па)/мг Зависимость разности (Еi-еi) от tн по сечениям многослойного ограждения СП-1 (Еi-еi) по сечениям ограждения, Па Температура наружного воздуха, tн 0 С на внутрен ней поверхнос ти 1/2 2/3 3/4 4/5 на наружной поверхности -10, 2 911 913 1016 28 53 47 -15, 0 896 889 1001 4 38 33 -16, 0 896 872 988 -3 35 32 -20, 0 870 861 970 -20 25 21 -30, 0 829 807 928 -46 9 7 -40, 0 791 767 854 -56 2 2 Конструкция (1) Гипсовая штукатурка, 15 мм (2) Монолитный ж/б, 100 мм (3) Styrofoam, 100 мм (4) Кирпичная кладка, 120 мм (5) Перлитовая штукатурка, 8 мм 39 10
Результаты исследований трехслойной конструкции СТО-1 RПО=3, 41(м 2·ч·Па)/мг Зависимость разности (Еi-еi) от tн по сечениям многослойного ограждения СТО-1 Температура наружного воздуха, tн, 0 С (Еi-еi) по сечениям ограждения, Па на внутренней поверхности 1/2 2/3 3/4 на наружной поверхности 1 925 930 898 19 121 0 918 924 893 -1 113 -1 915 921 892 -6 113 -5 886 893 867 -65 98 -15 823 826 751 -203 31 -20 792 790 677 -242 20 -30 731 719 521 -285 10 -40 672 649 371 -304 6 Конструкция (1) Цементнопесчаная штукатурка, 20 мм (2) Кирпичная кладка, 250 мм (3) Монолитный пенобетон, 150 мм (4) Кирпичная кладка, 120 мм 40 11
ОСНОВНОЙ ВЫВОД Каждое конструктивное решение наружной стены имеет собственную температуру начала конденсации парообразной влаги: Исследуемые конструкции Температура начала конденсации t. НК, 0 С Однослойная -11, 5 Простая двухслойная (без облицовочного слоя) <-40 Двухслойная с тонким слоем наружной штукатурки -7 Трехслойная СП-1 -16 Трехслойная СТО-1 0 41 12
Установление причин изменчивости температуры начала конденсации, tнк А. Влияние соотношений между сопротивлениями теплопередаче RТi и паропроницанию RПi материальных слоев от внутренней поверхности до наружной в отн. а) б) ед. ) Графики соотношений между сопротивлениями теплопередаче и паропроницанию: а – в однослойной кирпичной стене, одинаковая структура материала по всему сечению, траектория – диагональ от т. О до т. А (от внутренней поверхности до наружной) б – в многослойном ограждении СТО-1, слои имеют различную структуру, траектория соотношений –ломанная линия О-Б-В-А, изломы на границе слоев. Относительный вклад материальных слоев в теплозащиту – по стрелке Т, в паропроницаемость – по стрелке П 42 14
На рисунке представлены траектории соотношений между ∑Rтi/Rто и ∑Rпi/Rпо для некоторых исследованных в работе ограждающих конструкций (в скобках температуры начала конденсации в каждой конструкции): Изменяя толщины слоев и материалы слоев можно изменять траектории соотношений ∑Rтi/Rто и ∑Rпi/Rпо. Траектория соотношении – косвенный показатель величины t. НК. Если траектория соотношений смещается выше диагонали графика, то величина t. НК смещается вверх по температурной шкале, что увеличивает продолжительность конденсации и объем конденсата. 43 15
Анализ модельных конструкций со специально заданными траекториями соотношений (1) – опережающее нарастание сопротивление теплопередаче Вывод: (2) – пропорциональное нарастание сопротивлений теплопередаче и паропроницанию (3) – опережающее нарастание сопротивлении паропроницанию При опережающем нарастаний сопротивлений паропроницанию по отношению к нарастанию сопротивлении теплопередаче этих же слоев, величина t. НК смещается вниз по температурной шкале, что сокращает продолжительность увлажнения и количество конденсата, а для некоторых климатических районов где t. Н>t. НК исключает конденсацию полностью. 44 16
Вывод по разделу А: 1. Пропорциональное нарастание Rti и Rпi по сечению ограждения в однослойных конструкциях (графически это диагональ) обеспечивает величину tнк в диапазоне от – 12 до -14˚С. 2. Построение траектории соотношений между Rti и Rпi для многослойных конструкций на стадии проектирования наружных стен позволят ориентировочно оценить порядок величины tнк : • если траектория соотношений Rti и Rпi расположена ниже диагонали, то величина tнк будет ниже - 14 ˚С. • если траектория соотношений Rti и Rпi расположена выше диагонали (хотя бы частично, особенно за счет лицевого слоя), то величина tнк будет выше - 12˚С. 45
Б. Влияние сопротивления паропроницанию наружных облицовочных слоев Исследование проведено на двух однотипных конструкциях, отличающихся параметрами RТО и RПО а) б) Конструктивная схема ограждения «С» : а – б – основная конструкция варианты облицовочных слоев а) б) Конструктивная схема ограждения «Л» : а – б – основная конструкция варианты облицовочных слоев Облицовочные слои выполнены из тонкого штукатурного слоя (Ceresit CT-190 толщиной 2, 0; 4, 4; 10, 4 мм с сопротивление паропроницанию 0, 082; 0, 225 и 0, 517(м 2·ч·Па)/мг соответственно) и керамического эфективного кирпича толщиной 120 и 250 мм ( с сопротивлениями паропроницанию 0, 857 и 1, 786 (м 2·ч·Па)/мг) 46 17
Закономерности конденсации парообразной влаги в ограждении «Л» с различными облицовочными слоями. Вывод: С увеличением сопротивления паропроницанию облицовочных слоев повышается температура начала конденсации – t. НК 47 18
Сводная таблица влияния сопротивления паропроницанию облицовочных слоев в ограждениях «Л» и «С» на температуру конденсации парообразной влаги – t. НК Ограждение «Л» Облицовочный слой Ограждение «С» Материал Толщна мм. RП t. НК, RПО RТО (м 2·ч·Па)/мг 0 С (м 2·ч·Па)/мг (м 2· 0 С)/Вт Нет 0, 0 -35, 0 2, 822 2, 810 -40, 0 6, 542 4, 512 Ceresit СТ-190 2, 0 0, 45 С-0, 082 Л-0, 016 -22, 0 6, 624 4, 529 -31, 0* 2, 838 2, 820 4, 4 0, 225 -7, 0 3, 049 2, 847 -13, 0 6, 767 4, 549 10, 4 0, 517 0, 5 3, 339 2, 897 -7, 059 4, 599 120 0, 857 1, 0 3, 679 3, 019 -6, 5 7, 399 4, 722 250 1, 786 2, 5 4, 610 3, 230 -2, 0 8, 328 4, 932 Кирпич * Для ограждения «Л» с облицовочным слоем из ветровлагозащитной мембраны Изоспан-А с RПО=0, 016 (м 2·ч·Па)/мг 48 19
Вывод по разделу Б: 1. С увеличением сопротивления паропроницанию наружного облицовочного слоя повышается температура начала конденсации tнк : - в ограждении «С» (Rпо =6, 54 м 2·ч·Па/мг) от - 40˚С до – 2, 0˚С - в ограждении «Л» (Rпо = 2, 82 м 2·ч·Па/мг) от - 35 ˚С до +2, 5˚С 2. Нарастание tнк идет тем интенсивнее, чем ниже сопротивление паропроницанию ограждения Rпо в целом. 49
В. Влияние обобщенного конструктивного параметра (для части стены от внутренней поверхности до плоскости конденсации). Исследования 16 конструктивных решений наружных стен позволили установить зависимость t. НК обобщенного конструктивного параметра в отн. ед. где индексом «i» обозначено сечение стены, в котором начинается конденсация водяного пара при t. Н равной - t. НК. У= -221, 94·Х 2+ 320, 19·Х -112, 45, Величина достоверной апроксимации R 2= 0, 87 Вывод: Определение обобщенного конструктивного параметра позволяет на стадии проектирования наружных стен с высокой вероятностью оценить величину t. НК 50 20
Определение календарной продолжительности увлажнения наружных стен путем сопоставлении годового хода температур в заданном климатическом районе и величины tнк для конкретной конструкции наружной стены. 1 -среднемесячные температуры наружного воздуха; 2 – среднемесячные температуры, скорректированные по величине среднесуточных амплитуд наружного воздуха; ℓ – календарная продолжительность конденсации; Δℓ – календарная продолжительность конденсации только в ночное время 51 21
Определение количества увлажнения (Gк) конденсата за период мг/(м 2 ·ч), (5) где: G′ и R′П – количество парообразной влаги, проходящее через 1 м 2 за 1 час, и сопротивление паропроницанию части стены до плоскости конденсации; G″ и R″П – количество парообразной влаги, проходящее через 1 м 2 за 1 час, и сопротивление паропроницанию части стены после плоскости конденсации; ЕК – максимальная упругость водяного пара в плоскости конденсации, Па; Для постоянной температуры общее количество конденсата определяется по формуле: QK = GК·T, мг/м 2, (6) где: T – продолжительность (часы) действия температуры наружного воздуха. Для переменной температуры наружного воздуха: где: -доля конденсата, образовавшегося при температуре ti, за период времени ∆Т, во время которого действует температура ti. 52 22
Процесс увлажнения и высушивания конструкции СП-1 (RПО=21, 15(м 2·ч·Па)/мг, t. НК =-16°С) Температура наружного воздуха Расчетные параметры Количество парообразной влаги, мг/ (м 2·ч) Количество конденсата в час Gк=G′-G″ Количество влаги, остающееся в ограждении или испаряющееся из него (G′-G″)·Т, мг/м 2 9 10 11 62, 8 62, 4 62, 2 61, 8 61, 3 60, 7 60, 0 59, 1 58, 1 56, 9 55, 7 10, 9 14, 5 16, 4 20, 0 23, 6 27, 3 31, 8 38, 2 44, 5 50, 0 51, 9 47, 7 45, 4 41, 3 37, 1 32, 7 27, 3 19, 9 12, 4 5, 7 103, 8 143, 7 143, 1 317, 8 371, 7 667, 8 784, 8 1201, 2 1373, 1 992, 0 556, 2 54, 0 52, 2 50, 0 47, 6 58, 2 66, 4 77, 3 84, 5 -4, 2 -14, 2 -27, 3 -36, 9 -588, 0 -2556, 0 -6279, 0 -9963, 0 Δt. Н Принятая для расчета, 0 С Продолжительность действия Т, часы ЕН, Па ен, Па τК 0 С ЕК, Па 1 2 3 4 5 6 7 8 -38÷-36, 1 -37 -35 -33 -31 -29 -27 -25 -23 -21 -19 -17 2 3 3 7 9 18 24 44 69 80 103 18 22 27 34 42 51 63 77 93 113 137 15 18 23 29 35 43 53 65 78 95 115 -33, 4 -31, 5 -29, 6 -37, 8 -25, 9 -24, 0 -22, 2 -20, 3 -18, 4 -16, 5 -14, 7 27 34 39 47 57 69 83 100 120 144 170 -15 -13 -11 -9 140 180 230 270 165 199 237 284 139 167 199 239 -12, 8 -10, 9 -9, 0 -7, 2 203 240 284 332 Интервал, 0 С -36÷-34, 1 -34÷-32, 1 -32÷-30, 1 -30÷-28, 1 -28÷-26, 1 -26÷-24, 1 -24÷-22, 1 -22÷-20, 1 -20÷-18, 1 -18÷-16, 1 -16÷-14, 1 -14÷-12, 1 -12÷-10, 1 -10÷-8, 1 Наружного воздуха В плоскости конденсации При увлажнении При высыхании Всего за период увлажнения Gк=6, 655 г/м 2 53 23
Процесс увлажнения и высушивания конструкции СТО-1(RПО=3, 41(м 2·ч·Па)/мг, t. НК=0°С) Температура наружного воздуха Интервал, 0 С Δtн Принятая для расчета, 0 С Расчетные параметры Продолжительность действия Т, часы Наружного воздуха ЕН, Па ен, Па Количество парообразной влаги, мг/ (м 2·ч) В плоскости конденсации τК 0 С При увлажнении При высыхании ЕК, Па Количество конденсата в час Gк=G′-G″ Количество влаги, остающееся в ограждении или испаряющееся из него (G′-G″)·Т, мг/м 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 -32÷-30, 1 -30÷-28, 1 -28÷-26, 1 -26÷-24, 1 -24÷-22, 1 -22÷-20, 1 -20÷-18, 1 -18÷-16, 1 -16÷-14, 1 -14÷-12, 1 -12÷-10, 1 -10÷-8, 1 -8÷-6, 1 -6÷-4, 1 -4÷-2, 1 -2÷-0, 1 -31 -29 -27 -25 -23 -21 -19 -17 -15 -13 -11 -9 -7 -5 -3 -1 9 26 35 44 70 96 140 196 201 273 289 342 377 438 508 34 42 51 63 77 93 113 137 165 199 237 284 338 402 476 563 29 35 43 53 65 78 95 115 139 167 199 239 284 338 400 473 -25, 7 -23, 9 -22, 1 -20, 3 -18, 5 -16, 7 -14, 9 -13, 1 -11, 4 -9, 6 -7, 8 -6, 0 -4, 2 -2, 4 -0, 6 1, 2 59 70 84 101 118 142 166 197 229 268 315 369 429 500 581 667 481 477 471 465 458 449 439 427 414 399 381 360 336 308 276 243 35 41 48 56 62 74 82 95 105 138 135 151 169 188 210 225 446 436 423 409 396 375 357 332 309 261 246 209 167 120 66 18 4041 11336 14805 17996 27720 36000 49980 65072 62109 70992 71094 60401 57114 45240 28908 9144 * 0÷ 1, 9 2÷ 3, 9 4÷ 5, 9 6÷ 7, 9 8÷ 9, 9 10÷ 11, 9 … 20÷-21, 9 1 3 5 7 9 11. . . 21 578 342 324 333 316 386 … 394 657 759 872 1001 1148 1312 … 2488 552 638 682 701 804 905 … 1542 3, 0 4, 8 6, 6 8, 3 10, 1 12, 0 … 19, 1 759 860 975 1095 1236 1403 … 2197 207 167 122 75 20 -46 … -357 241 258 340 458 502 905 … 762 -34 -91 -160 -383 -482 -625 … -1119 -19652 -31122 -70652 -127539 -152312 -241250 … -440886 * Всего за период увлажнения (от -320 С до 00 С) – 631, 952 г/м 2 24 54
Расчет увеличения влажности утеплителя по количеству конденсата Допущение: при появлении в утеплителе плоскости конденсации увлажняется весь слой за счет действия капиллярных сил. В конструкции СП-1 (Rпо = 21, 15): в качестве утеплителя использован экструдированный пенополистирол плотностью ρ0=28 кг/м 3 при толщине слоя 0, 1 м. Отсюда масса 1 м 2 будет равна 28· 0, 1=2, 8 кг. Прирост влажности утеплителя за счет конденсации 6, 655 г/м 2 составит по массе: Wм = (Gк/М)· 100=(6, 655/2800)· 100= 0, 24% В конструкции СТО-1 (Rпо = 3, 41): в качестве утеплителя использован монолитный пенобетон плотностью ρ0=300 кг/м 3 при толщине слоя 0, 15 м. Отсюда масса 1 м 2 будет равна 300· 0, 15=45 кг. Прирост влажности утеплителя за счет конденсации 631, 952 г/м 2 составит по массе: Wм = (Gк/М)· 100=(631, 952/45000)· 100= 1, 4 % 55 25
Расчет снижения теплозащитных свойств утеплителя по увеличению его влажности (увеличение коэффициента теплопроводности λ) В конструкции СП-1: прирост коэффициента теплопроводности (λ) на каждый процент прироста влажности (z) составит для пенополистирола 2%. В итоге: прирост λ от увеличения влажности материала: λвл=λ·(1+Wм·z/100)=λ(1+0, 24· 2/100)=1, 0048λ То есть, коэффициент теплопроводности утеплителя в СП-1 увеличится менее, чем на 0, 5 %, что несущественно. В конструкции СТО-1: прирост коэффициента теплопроводности (λ) на каждый процент прироста влажности (z) составит для пенобетона 12%. В итоге: прирост λ от увеличения влажности материала составит: λвл=λ·(1+Wм·z/100)=λ(1+1, 4· 12/100)=1, 168λ То есть, коэффициент теплопроводности утеплителя в СТО-1 увеличится почти на 17%, что существенно увеличит теплопотери через ограждение в зимний период. 56
Благодарю за внимание! 57 27
Скачать презентацию Современные проблемы проектирования теплозащиты наружных стен Профессор Казанского
Рекомендации по проектированию наружных стен.ppt