Результаты расчета стены из условий недопустимости
накопления влаги в годовом цикле эксплуатации и ограничения
увлажнения за период с отрицательными среднемесячными
температурами наружного воздуха
Элемент | Толщина | Расчетный | Термическое | Расчетный | Сопротивление паропроницанию стены, | |||
водности, | фактическое | требуемое по | факти- | нормируемое по СНиП | ||||
---- | из условия | из условия | ||||||
|
|
| req |
|
| req | req | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Внутренняя | 10 | 0,6 | 0,017 | 3,41 | 0,11 | 1,83 | 1,29 | 0,40 |
Кладка из | 400 | 0,12 | 3,00 | 0,23 | ||||
Воздушная | 40 | - | 0,165 | - | ||||
Кладка из | 120 | 0,7 | 0,17 | 0,11 | ||||
Всего | 570 | - | 3,51 | выполняются требования СНиП 23-02-2003 о | ||||
Рассчитаем действительные парциальные давления e водяного пара на
i
границах слоев по формуле (Э.6) СП 23-101-2004:
e = e - (e - e ) SUM R / R ,
i int int ext ню p
где e = 1368 Па; e = 135,3 Па;
int ext
2
R = 2,92 м ·ч·Па/мг;
ню p
SUM R - сумма сопротивлений паропроницанию слоев, считая от внутренней
поверхности.
В результате расчета по формуле (Э.6) получим следующие значения:
e = 1368 Па;
1
e = 1368 - (1368 - 135,3) x 0,09 / 2,92 = 1330 Па;
2
e = 1368 - (1368 - 135,3) x (0,09 + 1,74) / 2,92 = 596 Па;
3
e = 1368 - (1368 - 135,3) x (0,09 + 1,74 + 1,09) / 2,92 = 135,3 Па;
4
e = 135,3 Па.
5
При сравнении величин максимального парциального давления E водяного
i
пара и величин действительного парциального давления e водяного пара на
i
соответствующих границах слоев видим, что на границе 3 величина e больше
3
величины E , что указывает на возможность образования конденсата в этой
3
области.
Для наглядности результатов рекомендуется строить график распределения парциального давления водяного пара по толщине наружной стены (рисунок 5).
3000
2500
E
* ══
2000 *
Парциальное *
давление *
водяного пара, Па 1500 *
x *
x *
1000 x *
e x *
══ *++x зона образования
500 *++
* конденсата
0
\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ ////////
\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ ////////
10 400 120
Автоклавный
Штукатурка газобетонный блок 40/ Кирпич
внутренняя 3 полнотелый
400 кг/м возд.
прослойка
Толщина стены, мм
Рисунок 5. Распределение парциального давления водяного
пара по толщине наружной стены с защитой в виде жесткой
облицовки с замкнутой воздушной прослойкой
Следует отметить, что расчет выполнен по усредненным значениям климатических параметров, как предписывают нормативные документы, и не учитывает воздействий пониженных температур, характерных для климата Республики Башкортостан в зимний период.
Учитывая возможность ведения работ по возведению зданий и сооружений в период с отрицательными средними месячными температурами из автоклавных газобетонных блоков, имеющих начальную влажность, следует более внимательно оценивать приращения влаги в этот период в массиве стены и возможные последствия действия этого фактора.
2.6. Расчет количества влаги в материале стены за период
с отрицательными среднемесячными температурами
Количество влаги в наружной стене определяется путем расчета притока и оттока влаги в характерном сечении, которым в данном случае является плоскость возможной конденсации (ПВК). По результатам суммарного дополнительного увлажнения автоклавного газобетона за период с отрицательными средними месячными температурами можно определить, увлажняется стена за месяц или осушается.
Приток и отток влаги (пара) в рассматриваемом сечении определяются по
формулам:
(e - e ) x 24 x n (e' - e ) x 24 x n
int t t ext
дельта P = -------------------- и дельта P = ---------------------,
1 2
R x 1000 (R - R ) x 1000
ню p 0 ню p
где e , e - упругость водяного пара внутреннего и наружного воздуха;
int ext
e , е' - то же в рассматриваемом сечении (значения давления
тау тау
водяного пара в ПВК - для однослойной конструкции или многослойной с
однородными слоями, здесь e = e' ; для конструкции стены с утеплителем
тау тау
e - это значение на "входе" в слой, e' - на "выходе" из слоя по
тау тау
направлению изнутри - наружу);
R - сопротивление паропроницанию от внутренней поверхности стены до
vp
границы зоны возможной конденсации, определяемое по СП 23-101-2004, см.
также формулу (39) СНиП II-3-79;
n - количество суток за рассчитываемый месяц;
R - сопротивление паропроницанию всей стены.
0
Приток и отток влаги (пара) в рассматриваемом сечении за ноябрь:
(e - e ) x 24 x 30 (1368 - 505) x 24 x 30
int t
дельта P = --------------------- = ---------------------- =
1
R 1,83
ню p
2
= 340 г/(м ·мес.);
(e' - e ) x 24 x 30 (505 - 319,6) x 24 x 30
t ext
дельта P = ---------------------- = ----------------------- =
2
(R - R ) x 1000 (2,92 - 1,83) x 1000
0 ню p
2
= 122,3 г/(м ·мес.).
Найдем остаточную влажность в рассматриваемом сечении за ноябрь:
2
дельта P = дельта P - дельта P = 217 г/(м ·мес.) = 0,217
2 1
2
кг/(м ·мес.).
Найдем дополнительное увлажнение от внутренней поверхности до плоскости
возможной конденсации за ноябрь:
дельта P x 100 0,217 x 100
м
дельта w = ---------------- = ----------- = 0,14%.
a ню
гамма x сигма 400 x 0,4
пвк
Аналогичным образом находится дополнительное увлажнение за остальные
месяцы с отрицательной средней месячной температурой.
Приток и отток влаги (пара) в рассматриваемом сечении стены за декабрь:
(e - e ) x 24 x 31 (1368 - 318) x 24 x 31
int t
дельта P = --------------------- = ---------------------- =
1
R x 1000 1,83 x 1000
ню p
2
= 427 г/(м ·мес.);
(e' - e ) x 24 x 31 (318 - 191,1) x 24 x 31
t ext
дельта P = ---------------------- = ----------------------- =
2
(R - R ) x 1000 (2,92 - 1,83) x 1000
0 ню p
2
= 86,5 г/(м ·мес.).
Остаточная влажность в рассматриваемом сечении за декабрь:
2
дельта P = дельта P - дельта P = 340 г/(м ·мес.) = 0,340
2 1
2
кг/(м ·мес.).
Дополнительное увлажнение от внутренней поверхности до плоскости
возможной конденсации за декабрь:
дельта P x 100 0,340 x 100
м
дельта w = ---------------- = ----------- = 0,21%.
a ню
гамма x сигма 400 x 0,4
пвк
Приток и отток влаги (пара) в рассматриваемом сечении стены за январь:
(e - e ) x 24 x 31 (1368 - 237) x 24 x 31
int t
дельта P = --------------------- = ---------------------- =
1
R x 1000 1,83 x 1000
ню p
2
= 460 г/(м ·мес.);
(e' - e ) x 24 x 31 (237 - 135,3) x 24 x 31
t ext
дельта P = ---------------------- = ----------------------- =
2
(R - R ) x 1000 (2,92 - 1,83) x 1000
0 ню p
2
= 69,4 г/(м ·мес.).
Остаточная влажность в рассматриваемом сечении за январь:
2
дельта P = дельта P - дельта P = 391 г/(м ·мес.) = 0,391
2 1
2
кг/(м ·мес.).
Дополнительное увлажнение от внутренней поверхности до плоскости
возможной конденсации за январь:
дельта P x 100 0,391 x 100
м
дельта w = ---------------- = ----------- = 0,24%.
a ню
гамма x сигма 400 x 0,4
пвк
Приток и отток влаги (пара) в рассматриваемом сечении стены за февраль:
(e - e ) x 24 x 28 (1368 - 262) x 24 x 28
int t
дельта P = --------------------- = ---------------------- =
1
R x 1000 1,83 x 1000
ню p
2
= 406 г/(м ·мес.);
(e' - e ) x 24 x 28 (262 - 148,7) x 24 x 28
t ext
дельта P = ---------------------- = ----------------------- =
2
(R - R ) x 1000 (2,92 - 1,83) x 1000
0 ню p
2
= 69,8 г/(м ·мес.).
Остаточная влажность в рассматриваемом сечении за февраль:
2
дельта P = дельта P - дельта P = 336 г/(м ·мес.) = 0,336
2 1
2
кг/(м ·мес.).
Дополнительное увлажнение от внутренней поверхности до плоскости
возможной конденсации за февраль:
дельта P x 100 0,336 x 100
м
дельта w = ---------------- = ----------- = 0,21%.
a ню
гамма x сигма 400 x 0,4
пвк
Приток и отток влаги (пара) в рассматриваемом сечении стены за март:
(e - e ) x 24 x 31 (1368 - 449) x 24 x 31
int t
дельта P = --------------------- = ---------------------- =
1
R x 1000 1,83 x 1000
ню p
2
= 374 г/(м ·мес.);
(e' - e ) x 24 x 31 (449 - 274,9) x 24 x 31
t ext
дельта P = ---------------------- = ----------------------- =
2
(R - R ) x 1000 (2,92 - 1,83) x 1000
0 ню p
2
= 118,7 г/(м ·мес.).
Остаточная влажность в рассматриваемом сечении за март:
2
дельта P = дельта P - дельта P = 255 г/(м ·мес.) = 0,255
2 1
2
кг/(м ·мес.).
Дополнительное увлажнение от внутренней поверхности до плоскости
возможной конденсации за март:
дельта P x 100 0,255 x 100
м
дельта w = ---------------- = ----------- = 0,16%.
a ню
гамма x сигма 400 x 0,4
пвк
Найдем суммарное дополнительное увлажнение за период с отрицательными
среднемесячными температурами:
дельта w = 0,14 + 0,21 + 0,24 + 0,21 + 0,16 = 0,96% < 0,6%.
a ню
Полученное дополнительное увлажнение автоклавного газобетона в составе наружной стены удовлетворяет требованиям СНиП 23-02-2003 по предельно допустимому увлажнению газобетона за зимний период.
Полученные результаты следует трактовать следующим образом: поскольку расчеты показали, что конструкция в годовом цикле не увлажняется, за период с отрицательными среднемесячными температурами сверхнормативного увлажнения не происходит, а графики максимального и действительного парциального давления водяных паров в толще стены все-таки пересекаются, это указывает на вероятность образования влаги. Однако ее количество не превышает установленной СНиП 23-02-2003 величины, что позволяет считать полученные результаты как приемлемые с точки зрения влажностного режима работы стены в целом.
Другие рекомендуемые варианты компоновок наружных стен из автоклавных газобетонных блоков в сочетании с жесткой облицовкой рассчитываются аналогичным образом. Результаты расчетов сведены в таблицу 5.
ВЫВОДЫ
С точки зрения влажностного режима работы предпочтительными являются варианты стен 1 - 5 и 6 - 13 с защитной системой в виде жесткой облицовки из штучных стеновых материалов и вентилируемой воздушной прослойкой (см. таблицу 1).
Для вариантов стен 6 - 13 с замкнутой воздушной прослойкой (см. таблицу 5) возможно накопление влаги в несущем слое стены в периоды пониженных температур наружного воздуха, однако период вероятного влагонакопления мал, а количество образующейся влаги не превышает нормируемых 6% для газобетона. При этом влага будет естественным путем удаляться, а значит рассмотренная конструкция наружной стены пригодна для возведения и эксплуатации в условиях Республики Башкортостан.
Для увеличения эксплуатационной надежности стеновых конструкций из
автоклавных газобетонных блоков с защитой в виде жесткой облицовки из
полнотелого керамического кирпича (объемно-окрашенных вибропрессованных
блоков) необходимо создавать условия для эффективного удаления влаги.
Предусматриваются в облицовочном слое вентиляционные и дренажные отверстия
2 2
площадью около 75 см /20 м стены. Вентиляционные отверстия обеспечивают
осушение пространства между внутренним и наружным слоями и стены в целом.
Кроме того, для крепления облицовочного слоя к кладке из автоклавных
газобетонных блоков необходимо использовать гибкие связи
(базальтопластиковые, стеклопластиковые, нержавеющая стальная проволока) со
сроком службы, сравнимым со сроком службы здания.