Divin 14 11 13 by Таня гребеник

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ НАРУЖНОЙ СТЕНЫ С ФАСАДНОЙ СИСТЕМОЙ DіVіN

Выполнены Тимофеевым Н.В., к.т.н., профессором кафедры АПГЗ ДонНАСА

Макеевка, 2013 1

СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………………………………..3 РАЗДЕЛ 1 ОБЗОР ПРЕДЛОЖЕНИЙ НА РЫНКЕ УКРАИНЫ ТЕРМОСАЙДИНГОВ С ОТРАЖАЮЩИМ ЭКРАНОМ…………………………….4 1.1 Термосайдинг DіVіN…………………………………………………………………4 1.2 Теплосберегающие (теплоизоляционные) панели Ханьи (Unipan)……………....7 1.3 Стенолит S814-8 ……………………………………………………………………..9 1.4 Панели BAIKAL………………………………………………………………………9 1.5 Комментарии……………………………………………………………………….…10 РАЗДЕЛ 2 РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ……………………....12 2.1 Вариант 1………………………………………………………………………….….12 2.2 Вариант ………………………………………………………………….………..…14 2.3 Вариант …………………………………………………………………………..…15 РАЗДЕЛ 3. ОЦЕНКА ВЛАЖНОСТНОГО РЕЖИМА ОГРАЖДАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ……………………………………………….18 3.1 Вариант 1…………………………………………………………………………..….18 3.2 Вариант 2……………………………………………………………………………...21 3.3 Вариант 3…………………………………………………………………………..…23 3.4 Вариант 4……………………………………………………………………………..25 Выводы……………………………………………………………………………………29 Литература…………………………………………………………………………….….30

ВВЕДЕНИЕ Облицовочные панели фасадной системы DіVіN представляют собою новое конструктивное решение. Наружная отделка из металлических сплавов и художественно обработанная

может

способствовать

архитектурной

выразительности

фасадов.

Утепляющий внутренний слой обладает дополнительной теплоизоляцией. Внутренняя поверхность из алюминиевой фольги также способствует увеличению сопротивления теплопередаче за счет уменьшения лучистой составляющей теплообмена, если при этом создается замкнутая воздушная прослойка толщиною до 20 мм. Данная конструкция, если применять ее в вентилируемой фасадной системе теплоизоляции наружных стен, может быть отнесена согласно ДСТУ Б В.2.6-34 [1] к классу В, подклассу В.10.3 – облицовка иными индустриальными элементами. Это связано с присутствием в изделии утепляющего и отражающего тепловые потоки слоев. Дальнейшее проектирование вентилируемых фасадных систем с использованием облицовки DіVіN следует вести на основании указаний ДСТУ Б В.2.6-35:2008 [2] в части состава подоблицовочной конструкции, способов крепления к стене, обеспечения прочностных характеристик, выполнения противопожарных, экологических требований и обеспечения долговечности. Перечисленное требует дополнительных исследований. Поскольку такая система пока не сертифицирована, то на первом этапе научного сопровождения требуется выполнение предварительных теплотехнических расчетов по действующим в Украине методикам и стандартам по аналогии с приведенными ниже примерами. Представленные в данной работе расчеты имели цель проверить возможности применения фасадной системы DіVіN при термомодернизации существующих зданий на примере крупноблочного дома серии 87Б.

РАЗДЕЛ 1 ОБЗОР ПРЕДЛОЖЕНИЙ НА РЫНКЕ УКРАИНЫ ТЕРМОСАЙДИНГОВ С ОТРАЖАЮЩИМ ЭКРАНОМ На рынке Украины появилось новое торговое предложение, т.н. термосайдинги с отражающим экраном. Далее приводится сведения о некоторых из них с предварительным анализом рекламной информации. 1.1 Термосайдинг DіVіN Фасадный материал - термосайдинг DiViN представляет ООО Синтез (Донецк, Украина,

http://azbuka-remonta.com.ua/pages/2672.htm

www.termosiding.com

www.divin.com.ua ), указывая что это новинка на Украинском рынке. Представляемый термосайдинг является улучшенной моделью известного бренда IG Kogyo (АйДжи Койо, Япония,

http://www.igkogyo.co.jp/). Два

термосайдинга DiViN построены

завода

японской компанией

по

производству

на территории

Китая

для

обеспечения потребностей стран СНГ. ООО Синтез представляет продукцию самого нового завода, который запущен в 2012 году. При его проектировании и оснащении учтены недочеты первых линий с корректировкой в соответствии с требованиями российского рынка. В отличие от первых производств, оснащенных японским оборудованием и работающих на японском полиуретане (торговые марки IG Kogyo, NISSHIN, Hanyi, Унипан, Стенолит), новый завод

оснащен

германским

оборудованием,

используется

принципиально

более

качественное сырье фирмы BASF. Для придания панели свойств большей прочности и антивандальности внутренняя сторона изготовлена не из бумаги, а из алюминизированной стеклоткани. Применение

алюминиевого

экрана

предполагает

увеличение

сопротивления

теплопередачи за счет уменьшения (авторы говорят об исключении) радиационной составляющей теплообмена. Термосайдинг DiViN имеет уникальную цветовую гамму (более 20 цветов) и рельефный рисунок, что обеспечивает индивидуальность и высокую архитектурнохудожественную выразительность зданий. Поверхностный рисунок термосайдинга представлен следующими типами: керамика, камень, кирпич, волны, мозаика и многие другие. 4

На рисунке 1.1 показан пример использования термосайдинга в индивидуальном жилищном строительстве.

Рисунок 1.1 - Фасад жилого дома с термосайдингом DiViN Большая коллекция фотографий объектов- как малоэтажных, так и многоэтажных приведена указанных сайтах. На сайте ООО Синтез приведены, кроме прочего, две таблицы, показывающие преимущество предлагаемой товарной продукции и ее технические характеристики. В таблице 1.1 даны сравнительные характеристики термосайдинга DіVіN

и других видов

ограждающих конструкций. Таблица 1.1 Сравнение термосайдинга DіVіN и других видов ограждающих конструкций1) Материал Термосайдинг DіVіN с тепловым зеркалом Вата минеральная Дерево Пенобетон Керамзитобетон Кирпичная кладка Железобетон

Толщина при равной с DіVіN изоляцией, мм, 16 70 210 250 280 780 2370

Рассчет выполнен посредством приведения толщины сравниваемого материала к толщине, обеспечивающей равное с термопанелью сопротивление теплопередаче . За базовый показатель принят коэффициент теплопередачи для термопанели Ri= 1,4 м2хК/Вт согласно таблице И2 ДБН-В.2.6-31:2006 с изменениями №1 от1.07.2013г. Использование этого показателя является заведомо корректным, т.к. в ДБН он принят для фольгированного пенополиэтилена толщиной 10 мм с теплопроводностью 0.039Вт/мК, а панель представляет фольгированный пенополиуретан 16мм с теплопроводностью 0.02 Вт/мК Термосайдинг DiViN имеет ряд преимуществ: - термосайдинг придаёт зданию аккуратный внешний вид, удачно вписываясь в дизайн любого стиля; - рисунок поверхности панелей разнообразен в расцветках, а по типу можно выделить: керамика, мозаика, кирпич, волны, камень и пр. Алюминиево-оцинкованные листы с рельефной фактурой долговечны и способны прослужить не менее полувека. - термосайдинг утепляет здание, для большинства реконструируемых зданий в нашем поясе только ее одной достаточно для доведения свойств стены до нормативных показателей3). - термосайдинг защищает стены от разрушительного воздействия ветра и влаги4); - прочность цветового слоя обеспечивается семью слоями краски, что позволило производителю дать гарантию на тон в течение минимум десятилетия5), поверхность самоочищающаяся; - термосайдинг, в отличие от бетонных и цементных материалов6) не ломается и не трескается при смене погодных циклов осень-зима, зима-весна; - в отличие от пластиковых материалов, термосайдинг обладает более высокой степенью пожароустойчивости, а так же антивандальностью при низких температурах; - термосайдинг препятствуют образованию конденсата4), предотвращая появления грибка, плесени и коррозии элементов конструкции; - просто монтируются, обладают высокой прочностью. Не требуют обработки прилегающих поверхностей, поэтому облицовка дома панелями происходит быстро и без лишних затрат; - монтаж термосайдинга возможно проводить в любое время года, в том числе зимой. - минимум затрат на установку (возможность самостоятельного монтажа, нет необходимости привлечения дефицитных кадров так как скорость выполнения работ ОДНИМ только рабочим от 60 до 100 квадратных метров за смену!)

Внутренний слой теплосберегающей панели DiViN- алюминизированая стеклоткань , отражающая и сохраняющая тепло, оберегающая от сырости. Теплоизоляционные панели обладают прочностью, влагозащитной способностью, низкой теплопроводностью, высокими эстетическими качествами, климатической устойчивостью, экономичностью, простотой монтажа, экологичностью и могут широко применяться для внутренней и внешней отделке и теплоизоляции. Термопанели изготовленную

из

DiViN

представляют

собой

алюминизированно-оцинкованный

герметичную стальной

конструкцию,

листа

качестве

наружного слоя, внутренний слой – высококачественный пенополиуретан, Тыльный слойпрочно закатанная в стальной лист стеклоткань, покрыкая алюминиевой фольгой , поэтому гигроскопичность изделия практически отсутствует . Таким образом панели обладают прекрасными водоотталкивающими и влагозащитными свойствами. Размер панели - 3800х380х16мм, вес - 5,5 кг. Панели представляют собой результат длительных разработок в сфере новейших отделочных строительных материалов. Объединив свой опыт, высокие технологии и совместные усилия российские, китайские и корейские специалисты представили миру фасадные панели, которые по своим характеристикам значительно выигрывают у других отделочных материалов. Во-первых: это небольшой вес – фасадные панели DiViN весят всего 3,8 кг на квадратный метр. . Это в значительной степени снижает нагрузку на фасад здания, и облегчает монтаж. Утепление существующих зданий разрешается производить без обследования несущей способности стен и фундамента. Во-вторых: сама структура фасадных панелей разработана таким образом, что не позволяет образовываться ржавчине на внешнем слое, который есть не что иное, как алюминиево-оцинкованный стальной лист, изготовленный на специальном оборудовании при температуре 600

С. При этом образуется уникальный кристаллизированный

защитный экран, который способен защитить фасадные панели от вредных внешних факторов – воздействие дождя, ветра, снега, солнечных лучей, ударов и других. Верхний слой эпоксидной краски предотвращает шелушение и выцветание под действием ультрафиолета, и вопреки распространенному мнению, не выделяют вредных веществ. В-третьих: «начинка» термосайдинга DiViN – это лист пенополиуретана с множеством мельчайших пузырьков, который великолепно защищает Ваш дом от влаги, а поскольку способ установки предполагает оставлять расстояние 10 мм между стеной и 7

панелями – образуется так называемый «дышащий коридор», предотвращающий обледенение и появление грибка. Фасад DiViN не является вентилируемым фасадом в обычном понимании. Там не«гуляет ветер». Это замкнутая полугерметичная конструкция. Конструкция фасада DiViN обладает свойством паропроницаемой мембраны за счет отсутствия вверху и внизу вент отверстий с одной стороны, и плотной, но негерметичной конструкции замков- с другой. Замки достаточно плотные и не допускают свободного сообщения воздушной прослойки системы с наружным воздухом, но обеспечивают минимальную вентиляцию , достаточную для выноса влаги наружу.

РАЗДЕЛ 2 РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ Расчет сопротивления теплопередаче выполняется согласно Приложения И ДБН В.2.6-31 [3]. Условно принимается одномерное температурное поле, что на первом этапе исключает влияние креплений и металлических элементов экрана DiViN. Приведенное сопротивление теплопередаче может быть получено экспериментальным способом в аккредитованных лабораториях или численным моделированием температурных полей и тепловых потоков с использованием тестированных компьютерных программ. Расчет ведется для трех вариантов конструктивного решения стены с применением фасадной системы DiViN. Для примера принято конструктивное решение наружной стены крупноблочного здания серии 87Б, наиболее распространенной в Донецкой области и Украины в целом. Полученные результаты могут быть с некоторыми уточнениями перенесены на другие виды наружных стен.

2.1 ВАРИАНТ 1 Фасадная система DiViN крепится к наружной поверхности стены. Образуемый при этом

воздушный

зазор

данном

расчете

не

учитывается.

Расчетная

схема

рассматриваемого конструктивного решения приведена на рис. 2.1

Рисунок 2.1 - Конструктивная схема расположения фасадной системы DiViN, вариант 1

Исходные данные, принятые для расчета Согласно Приложения Г (таблица Г2) ДБН В.2.6-31:2006 [3] для жилого здания расчетные значения приняты следующими: - температура внутреннего воздуха tв= 20 ºС; - относительная влажность воздуха φв= 55%. По этим условиям по таблице Г1 [3] влажностный режим помещения – нормальный. По Приложению К условия эксплуатации назначаются по букве «Б». Расчетные значения теплопроводности (λБ) найдены по Приложению Л (таблица Л1) [3] в соответствии с плотностью материала. Расчетные данные приведены в таблице 2.1. Таблица 2.1

Сопротивление теплопередаче, Rі, м2·К/Вт

Толщина, δ, м

Наименование слоя Плотность, ρо, кг/м3

№ слоя

Теплопроводность, λ,Вт/(м·К)

Расчетные данные наружной стены, вариант 1

Известково-песчаный раствор

1800

0,015

0,930

0,016

Блоки шлакопемзобетонные

1600

0,400

0,630

0,635

Облицовка фасадной системы DIVIN

0,016

1,400

За базовый показатель принято сопротивление теплопередаче для термопанели с термозеркалом Ri= 1,4 м2хК/Вт согласно таблице И2 ДБН-В.2.6-31:2006 с изменениями №1 от1.07.2013г.

Расчет 1.

Согласно Приложения В [3] г. Донецк находится в І-й температурной зоне

Украины. Минимально допустимое значение сопротивления теплопередаче наружной стены (согласно таблицы 1 [3]) равняется Rqmin= 3,3 м2⋅К/Вт. 2. Записывается формула (И.1) [1] сопротивления теплопередаче для данной трехслойной конструкции RΣ =

1 δ δ 1 + 1 + 2 + Ri + . α в λ1 Р λ 2 Р α3

где αв = 8,7 Вт/(м2⋅К) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, принимается по Приложению Е [3], αз = 23 Вт/(м2⋅К) – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, принимается по Приложению Е [1]. 3. Сопротивление теплопередаче по основному полю стены составляет RΣ =

1 0,015 0,4 1 + + + 1 .4 + = 0 ,115 + 0 , 016 + 0 , 635 + 1, 4 + 0 , 04 = 8,7 0,93 0,63 23

= 2,2 м2⋅К/Вт. 3. Условие RΣ ≥ Rqmin [3] не выполняется, поэтому конструкция непригодна для жилищного строительства. 2.2 ВАРИАНТ 2 Фасадная система DIVIN крепится к наружной поверхности стены, образовывая при этом воздушный зазор. Воздушный зазор предполагается замкнутым. В зазоре присутствует теплоотражающее покрытие из алюминиевой фольги. Расчетная схема рассматриваемого конструктивного решения приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Конструктивная схема расположения фасадной системы DіVіN, вариант 2 Исходные данные, принятые для расчета Исходные данные для конструктивных слоев являются аналогичными варианта 1. Сопротивление теплопередаче замкнутой воздушной прослойки с теплоотражающим экраном из алюминиевой фольги (односторонняя А3) принимается по таблице И.2 [3] как для вертикально расположенной воздушной прослойки со средней температурой в прослойке менее 0 оС. Расчетные данные приведены в таблице 2.2 Таблица 2.2

м2·К/Вт

теплопередаче, Rі,

Сопротивление

λ,Вт/(м·К)

δ, м

Плотность,

слоя

Толщина,

Наименование слоя

ρо, кг/м3

№

Теплопроводность,

Расчетные данные наружной стены, вариант 2

Известково-песчаный раствор

1800

0,015

0,930

0,016

Блоки шлакопемзобетонные

1600

0,400

0,630

0,635

Замкнутая воздушная прослойка с теплоотражающим экраном Облицовка фасадной системы DIVIN

0,015

0,300

0,016

1,400

Расчет Сопротивление теплопередаче по основному полю четырехслойной стены

1. составляет

1 1 0,015 0,4 + + + 0 ,3 + 1, 4 + = 23 8 ,7 0,93 0,63 0 ,115 + 0 , 016 + 0 , 635 + 0 ,3 + 1, 4 + 0 , 04 = RΣ =

= 2,5 м2⋅К/Вт. 2.

Условие RΣ ≥ Rqmin [3] не выполняется, поэтому конструкция непригодна для

жилищного строительства. 3. Рассматриваемая конструкция может применяться для промышленных зданий,

расположенных во ІІ-й температурной зоне Украины в зданиях с сухим и нормальным режимом эксплуатации конструкций, для которых согласно таблицы 2 [3] минимально допустимое сопротивление теплопередаче составляет Rqmin = 1,5 м2⋅К/Вт. 2.3 ВАРИАНТ 3 Фасадная система DIVIN крепится к наружной поверхности стены, являясь при этом внешним экраном фасадной системы с воздушным зазор на относе. Воздушный зазор предполагается замкнутым. На наружной поверхности стены располагается слой утеплителя. В зазоре присутствует теплоотражающее покрытие из алюминиевой фольги. Расчетная схема рассматриваемого конструктивного решения приведена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Конструктивная схема расположения фасадной системы DIVIN, вариант 3 12

Исходные данные, принятые для расчета Исходные данные для конструктивных слоев являются аналогичными вариантам 1 и 2. Сопротивление теплопередаче замкнутой воздушной прослойки с теплоотражающим

экраном из алюминиевой фольги (односторонняя А3) принимается по таблице И.2 [3] как для вертикально расположенной воздушной прослойки со средней температурой в прослойке менее 0 оС. Расчетные данные приведены в таблице 2.3. Таблица 2.3 Сопротивление теплопередаче, Rі, 2 м ·К/Вт

δ, м

Плотность,

слоя

Толщина,

Наименование слоя

ρо, кг/м3

№

Теплопроводность, λ,Вт/(м·К)

Расчетные данные наружной стены, вариант 3

Известково-песчаный раствор

1800

0,015

0,930

0,016

Блоки шлакопемзобетонные

1600

0,400

0,630

0,635

Утеплитель – минераловатные плиты Замкнутая воздушная прослойка с теплоотражающим экраном Облицовка системы DiViN

0,100

0,042

2,381

0,015

0,300

0,016

4 5

1,400

Расчет 1. Сопротивление теплопередаче по основному полю пятислойной стены составляет 1 1 0,015 0,4 0 ,1 + + + + 0 ,3 + 1, 4 + = 23 8,7 0,93 0,63 0 , 042 0 ,115 + 0 , 016 + 0 , 635 + 2 ,381 + 0 ,3 + 1, 4 + 0 , 04 = RΣ =

= 4,887м2⋅К/Вт. 2.

Условие RΣ

> Rqmin (4,887 >>

3,3) выполняется, но чрезмерно велико, и

удовдетворяет даже новым требованиям Англии и Скандинавский стран,

поэтому

конструкция для жилищного строительства в первой и второй температурных зонах Украины может быть облегчена (см. вариант 4).

2.4 ВАРИАНТ 4 Фасадная система DIVIN крепится к наружной поверхности стены, являясь при этом внешним экраном фасадной системы с воздушным зазор на относе. Воздушный зазор предполагается замкнутым. На наружной поверхности стены располагается слой утеплителя. В зазоре присутствует теплоотражающее покрытие из алюминиевой фольги. Расчетная схема рассматриваемого конструктивного решения приведена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Конструктивная схема расположения фасадной системы DIVIN, вариант 4 Исходные данные, принятые для расчета Исходные данные для конструктивных слоев являются аналогичными вариантам 1 и 2. Сопротивление теплопередаче замкнутой воздушной прослойки с теплоотражающим

Таблица 2.4 Сопротивление теплопередаче, Rі, 2 м ·К/Вт

δ, м

Плотность,

слоя

Толщина,

Наименование слоя

ρо, кг/м3

№

Теплопроводность, λ,Вт/(м·К)

Расчетные данные наружной стены, вариант 3

Известково-песчаный раствор

1800

0,015

0,930

0,016

Блоки шлакопемзобетонные

1600

0,400

0,630

0,635

0,050

0,042

1,190

0,015

0,300

0,016

4 5

1,400

Расчет 3. Сопротивление теплопередаче по основному полю пятислойной стены составляет 1 1 0,015 0,4 0 , 05 + + + + 0 ,3 + 1, 4 + = 23 8,7 0,93 0,63 0 , 042 0 ,115 + 0 , 016 + 0 , 635 + 1,190 + 0 ,3 + 1, 4 + 0 , 04 = RΣ =

= 3,696 м2⋅К/Вт. 4.

Условие RΣ > Rqmin (3,696 > 3,3) выполняется, поэтому конструкция оптимальна и

пригодна для жилищного строительства в первой и второй температурных зонах Украины. 5. Рассматриваемая конструкция, согласно таблицы 2 [3], может применяться также

для промышленных зданий, расположенных во всех температурных зонах Украины в зданиях любым режимом эксплуатации конструкций.

РАЗДЕЛ 3 ОЦЕНКА ВЛАЖНОСТНОГО РЕЖИМА ОГРАЖДАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ Влажностный режим рассчитывается по разделу 6 [3]. Для наружного ограждения должно выполняться условие

∆w ≤∆wд, где ∆w- увеличение влажности материала в толще слоя ограждения, в котором может происходить конденсация влаги, за холодный период года, %, по массе;

∆wд –допустимое по теплоизоляционным характеристикам увеличение влажности материала, в слое которого может происходить конденсация влаги, %, по массе, что принимается по таблице 8 [3] в зависимости от вида материала. Зона конденсации внутри ограждения определяется по характеру распределения парциального давления водяного пара е(х) и насыщенного водяного пара Е(х) в толще слоев ограждающей конструкции. 3.1 ВАРИАНТ 1 Исходные данные, принятые для расчета Микроклиматические (по [3]) и климатические показатели (по ДСТУ-Н Б В.1.1-27 [4]): – расчетная температура внутреннего воздуха tв = 20 оС; – средняя температура наружного воздуха (январь), tз = -5,2 оС. – расчетная относительная влажность водяного пара внутреннего воздуха φв = 55%. – средняя относительная влажность водяного пара наружного воздуха

φз= 82%. Расчетные данные приведены в таблице 3.1 Таблица 3.1 Сопротивление паропроницанию, Rпі, м2·ч·Па/мг

0,015

0,93

0,016

0,090

0,167

1600

0,400

0,63

0,635

0,090

4,444

0,016

0,100

2,000

Толщина, δ, м

Коэффициент паропроницанию µ, мг/(м·ч·Па)

Сопротивление теплопередаче, Rі, м2•К/Вт

Известково-песчаный раствор Блоки шлакопемзобетонные Облицовка DIVIN, стыки без герметика

ρо, кг/м3

слоя

1800

Наименование слоя Плотность,

№

Теплопроводность, λ, Вт/(м·К)

Расчетные данные наружной стены, вариант 1

0,02

1,400

Примечание:

Коэффициент

паропроницанию

облицовки

DiViN

принят

приближенно (по аналогии с облицовками природным камнем [3]) и требует уточнений в лабораторных исследованиях. Расчетная схема представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Конструктивная схема расположения фасадной системы DіVіN, вариант 1 Расчет 1.

Определяется значение парциального давления водяного пара внутреннего

воздуха (ев, Па), по формуле (18) [3] в виде

eв = 0, 01ϕв0 Ев , где Ев = 2338 Па – парциальное давление насыщенного водяного пара внутреннего воздуха (табличная величина по Приложению 3 [5]), которая соответствует температуре tв = 20 оС. Тогда ев = 0,01 ⋅ 55 ⋅ 2338 = 1286 Па. 2.

Рассчитывается парциальное давление водяного пара наружного воздуха ез = (ϕз/100)Ез= (82/100)·395 = 324 Па.

где Е3 = 395 Па – парциальное давление насыщенного водяного пара внутреннего воздуха (табличная величина по приложению 3 [5]), которая соответствует температуре tз= -5,2 оС [4].

3. Определяются значения парциальных давлений по поперечному сечению

ограждения на границах слоев по формуле (17) [3] ввиде

e( x) = eв −

eв − e з ⋅ Rex RеΣ

где ReΣ = 6,61м2·ч·Па/мг- сопротивление паропроницанию ограждения (принимается как сумма сопротивлений всех слоев по данным таблицы 3.1), Reх

сопротивление паропроницанию ограждения от внутренней поверхности до

сечения х, м2·ч·Па/мг. В плоскости между слоями 1 и 2: e1−2 = 1286 −

1286 − 324 ⋅ 0,167 = 1261,7 Па. 6,61

В плоскости между слоями 2 и 3: e2 −3 = 1286 −

1286 − 324 ⋅ (0,167 + 4,444) = 614,9 Па. 6,61

4. Определяются значения температур по поперечному сечению ограждения на

границах слоев по формуле (19) [3] в виде

t ( x) = t в −

t в − t зe RΣ

 1  ⋅  + R x  αв 

гдеRΣ = 1,2 м2⋅К/Вт - сопротивление теплопередаче ограждения (принимается по расчету раздела 1.1), Rх - сопротивление теплопередаче ограждения от внутренней поверхности до сечения х, м2⋅К/Вт. В плоскости между слоями 1 и 2:

t1−2 = 20 −

20 + 5,2  1  + 0,016  = 17,25 оС.  1,2  8,7 

В плоскости между слоями 2 и 3:

t 2−3 = 20 −

20 + 5,2  1  + 0,016 + 0,635 = 3,9 оС.  1,2  8,7 

5. По Приложению 3 [5] находятся (по вычисленным в пункте 4 температурам)

значения парциального давления насыщенного водяного пара на границах слоев. В плоскости между слоями 1 и 2: Е1-2 = 1968 Па. В плоскости между слоями 2 и 3: Е2-3 = 808 Па. 6. Делается вывод о возможности конденсации на границах слоев.

В плоскости между слоями 1 и 2: 18

Е1-2 = 1968 Па > е1-2 = 1261,7 Па – конденсат отсутствует. В плоскости между слоями 2 и 3: Е2-3 = 808 Па > е2-3 = 614,9 Па – конденсат отсутствует. 7. Приняв значение е2-3 = 614,9 Па как рубеж выпадения конденсата, рассчитано, что

это может происходить при температурах наружного воздуха в холодный период года ниже значений минус 11,1 оС. 3.2 ВАРИАНТ 2 Исходные данные, принятые для расчета Исходные данные аналогичны варианту 2. Расчетные данные конструктивных слоев приведены в таблице 3.2. Таблица 3.2

Коэффициент паропроницанию µ, мг/(м·ч·Па)

Сопротивление паропроницанию, Rпі, м2·ч·Па/мг

0,015

0,930

0,016

0,090

0,167

1600

0,400

0,630

0,635

0,090

4,444

0,015

0,300

240

0,016

0,040

0,400

0,008

2,000

Плотность, ρо, кг/м3 1 2 3 4

Известково-песчаный раствор Блоки шлакопемзобетонные Замкнутая воздушная прослойка Облицовка DIVIN

Теплопроводность, λ, Вт/(м·К)

1800

№ Наименование слоя слоя

Толщина, δ, м

Сопротивление теплопередаче, Rі, м2•К/Вт

Расчетные данные наружной стены, вариант 2

Расчетная схема представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Конструктивная схема расположения фасадной системы DіVіN, вариант 2 Расчет Расчет выполняется по алгоритму, приведенному в разделе 2.1 для варианта 1. Ниже расчет приведен с сокращениями повторяющихся пояснений. 1. ев= 1286 Па. 2. ез= 324 Па. 3. При ReΣ = 6,61м2·ч·Па/мг:

В плоскости между слоями 1 и 2: e1−2 = 1286 −

1286 − 324 ⋅ 0,167 = 1261,7 Па. 6,61

В плоскости между слоями 2и 3, а также 3 - 4: e2−3 = e3− 4 = 1286 −

1286 − 324 ⋅ (0,167 + 4,444) = 614,9 Па. 6,61

4. При RΣ = 1,5 м2⋅К/Вт:

В плоскости между слоями 1 и 2:

t1−2 = 20 −

20 + 5,2  1  + 0,016 = 17,8 оС.  1,5  8,7 

В плоскости между слоями 2 и 3:

t 2−3 = 20 −

20 + 5,2  1  + 0,016 + 0,635 = 7,1. оС.  1,5  8,7 

В плоскости между слоями 3 и 4: 20

t 2−3 = 20 −

20 + 5,2  1  + 0,016 + 0,635 + 0,3 = 2,1 оС.  1,5  8,7 

5. По Приложению 3 [5]:

В плоскости между слоями 1 и 2: Е1-2 = 2037 Па. В плоскости между слоями 2 и 3: Е2-3 = 1001Па. В плоскости между слоями 3 и 4: Е3-4 = 711Па. 6. Делается вывод о возможности конденсации на границах слоев.

В плоскости между слоями 1 и 2: Е1-2 = 2037 Па >е1-2 = 1261,7 Па – конденсат отсутствует. В плоскости между слоями 2 и 3: Е2-3 = 1001 Па > е2-3 = 614,9 Па – конденсат отсутствует. В плоскости между слоями 3 и 4: Е3-4 = 711 Па > е2-3 = 614,9 Па – конденсат отсутствует. 3.3 ВАРИАНТ 3 Исходные данные, принятые для расчета Исходные данные аналогичны варианту 2.Расчетные данные конструктивных слоев приведены в таблице 3.3. Таблица 3.3

Коэффициент паропроницанию µ, мг/(м·ч·Па)

Сопротивление паропроницанию, Rпі, м2·ч·Па/мг

0,015

0,930

0,016

0,090

0,167

1600

0,40

0,630

0,635

0,090

4,444

0,100

0,042

2,381

0,520

0,192

0,015

0,300

240

0,016

0,04

0,400

0,008

2,000

Плотность, ρо, кг/м3 1 2 3 4 5

Известково-песчаный раствор Блоки шлакопемзобетонные Утеплитель плиты минераловатные Замкнутая воздушная прослойка Облицовка DIVIN

Теплопроводность, λ, Вт/(м·К)

1800

№ Наименование слоя слоя

Толщина, δ, м

Сопротивление теплопередаче, Rі, м2•К/Вт

Расчетные данные наружной стены, вариант 3

Расчетная схема представлена на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Конструктивная схема расположения фасадной системы DіVіN, вариант 3 Расчет Расчет выполняется по алгоритму, приведенному в разделе 2.2 для варианта 2. Ниже расчет приведен с сокращениями повторяющихся пояснений. 1. ев = 1286 Па. 2. ез = 324 Па. 3. При ReΣ = 6,8м2·ч·Па/мг:

В плоскости между слоями 1 и 2: e1− 2 = 1286 −

1286 − 324 ⋅ 0,167 = 1262,4 Па. 6,8

В плоскости между слоями 2 и 3: e2 −3 = 1286 −

1286 − 324 ⋅ (0,167 + 4,444) = 633,7 Па. 6,8

В плоскости между слоями 3 и 4, а также 4 - 5: e3− 4 = e4 −5 = 1286 −

1286 − 324 ⋅ (0,167 + 4,444 + 0,192) = 606,5 Па. 6,8

4. При RΣ = 3,887 м2⋅К/Вт:

В плоскости между слоями 1 и 2:

t1−2 = 20 −

20 + 5,2  1  + 0,016 = 19,15 оС.  3,887  8,7  22

В плоскости между слоями 2 и 3:

t 2−3 = 20 −

20 + 5,2  1  + 0,016 + 0,635 = 15,0 оС.  3,887  8,7 

В плоскости между слоями 3 и 4:

t3−4 = 20 −

20 + 5,2  1  + 0,016 + 0,635 + 2,381 = −0,4 оС.  3,887  8,7 

В плоскости между слоями 4 и 5:

t 4−5 = 20 −

20 + 5,2  1  + 0,016 + 0,635 + 2,381 + 0,3 = −2,35 оС.  3,887  8,7 

5. По Приложению 3 [5]:

В плоскости между слоями 1 и 2: Е1-2 = 2218 Па. В плоскости между слоями 2 и 3: Е2-3 = 1705Па. В плоскости между слоями 3 и 4: Е3-4 =592Па. В плоскости между слоями 4 и 5: Е4-5 = 502Па. 6. Делается вывод о возможности конденсации на границах слоев.

В плоскости между слоями 1 и 2: Е1-2 =2218Па > е1-2 = 1262,4 Па – конденсат отсутствует. В плоскости между слоями 2 и 3: Е2-3 = 1705 Па > е2-3 = 633,7 Па – конденсат отсутствует. В плоскости между слоями 3 и 4: Е3-4 = 592Па < е3-4 = 606,5 Па – конденсат возможен. В плоскости между слоями 4 и 5: Е4-5 = 502Па < е4-5 = 606,5 Па – конденсат возможен. 3.4 ВАРИАНТ 4 В рассматриваемом варианте воздушная прослойка между утеплителем и облицовкой DіVіN отсутствует. Исходные данные, принятые для расчета Исходные данные аналогичны варианту 3.Расчетные данные конструктивных слоев приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4

Коэффициент паропроницанию µ, мг/(м·ч·Па)

Сопротивление паропроницанию, Rпі, м2·ч·Па/мг

0,015

0,930

0,016

0,090

0,167

1600

0,400

0,630

0,635

0,090

4,444

0,100

0,042

2,381

0,520

0,192

240

0,016

0,040

0,400

0,008

2,000

Плотность, ρо, кг/м3 1 2 3 4

Известково-песчаный раствор Блоки шлакопемзобетонные Утеплитель плиты минераловатные Облицовка DіVіN

Теплопроводность, λ, Вт/(м·К)

1800

№ Наименование слоя слоя

Толщина, δ, м

Сопротивление теплопередаче, Rі, м2•К/Вт

Расчетные данные наружной стены, вариант 4

Расчет Расчет выполняется по алгоритму, приведенному в разделе 2.3 для варианта 3. Ниже расчет приведен с сокращениями повторяющихся пояснений. 1. ев= 1286 Па. 2. ез= 324 Па. 4. При ReΣ = 6,8м2·ч·Па/мг:

В плоскости между слоями 1 и 2: e1− 2 = 1286 −

1286 − 324 ⋅ 0,167 = 1262,4 Па. 6,8

В плоскости между слоями 2и 3: e2−3 = 1286 −

1286 − 324 ⋅ (0,167 + 4,444) = 633,7 Па. 6,8

В плоскости между слоями 3 и 4: e3− 4 = 1286 −

1286 − 324 ⋅ (0,167 + 4,444 + 0,192) = 606,5 Па. 6,8

4. При RΣ = 3,587 м2⋅К/Вт:

В плоскости между слоями 1 и 2:

t1−2 = 20 −

20 + 5,2  1  + 0,016 = 19,1 оС.  3,587  8,7 

В плоскости между слоями 2 и 3: 24

t 2−3 = 20 −

20 + 5,2  1  + 0,016 + 0,635 = 14,6 оС.  3,587  8,7 

В плоскости между слоями 3 и 4:

t 3−4 = 20 −

20 + 5,2  1  + 0,016 + 0,635 + 2,381 = −2,1 оС.  3,587  8,7 

5. По Приложению 3 [5]:

В плоскости между слоями 1 и 2: Е1-2 = 2210 Па. В плоскости между слоями 2 и 3: Е2-3 = 1661Па. В плоскости между слоями 3 и 4: Е3-4 =513Па. 6. Делается вывод о возможности конденсации на границах слоев.

В плоскости между слоями 1 и 2: Е1-2 =2210Па > е1-2 = 1261,7 Па – конденсат отсутствует. В плоскости между слоями 2 и 3: Е2-3 = 1661 Па > е2-3 = 633,7 Па – конденсат отсутствует. В плоскости между слоями 3 и 4: Е3-4 = 513Па < е3-4 = 606,5 Па – конденсат возможен. 7. Поскольку условие e( x ) = E ( x ) соблюдается в толще утеплителя, то весь слой

будет зоною конденсации пара. 7.1.

По

формуле

(23)

[3]

находится

количество

влаги,

которая

может

конденсироваться

е −е е − ез   ⋅ Z ⋅10 −6 P =  в к − к RеΣ − Rек   Rек где ек = Ек = Е3-4= 513 Па – парциальное давление водяного пара, Па, в зоне начала конденсации; Reк= 0,167 + 4,444 + 0,192 = 4,8м2год Па/мг - сопротивление паропроницанию ограждения от внутренней поверхности до сечения зоны начала конденсации; Z – период накопления влаги в конструкции, ч, который равен периоду со среднесуточными температурами наружного воздуха ниже 8 оС (отопительный период равен 176 суток по [4]), Z= 176·24 = 4224 ч.

 1286 − 513 513 − 324  P = −  ⋅ 4224 ⋅10−6 = 0,28 кг/м2. 4,8 6,8 − 4,8  

7.2. Приращение влаги ∆w, %,(принимая, что слоем конденсации является

утеплитель, для которого δк = 0,1 м и ρк= 50 кг/м3) составляет по формуле (22) [3] следующую величину ∆w =

P 0,28 ⋅100 = 100 = 5,6% . δ к ⋅ ρк 0,1 ⋅ 50

8. По результату расчета, поскольку ∆w = 5,6 % >∆wд = 2,5 % (по таблице 8 [3]), в

утеплителе из минеральной ваты будет происходить недопустимое накопление влаги. Такая конструкция непригодна к эксплуатации.

ВЫВОДЫ 1. По

теплотехническим

характеристикам

(сопротивлению

теплопередаче)

конструкция с фасадной системой DіVіN возможна к применению в условиях Украины для жилых и общественных зданий только с дополнительным слоем утеплителя , например

минеральной

ваты

толщиной

примерно

50мм

для

наружной

стены

крупноблочного здания серии 87Б. Для других конструкций стен требуется производить конкретный расчет, принимая термическое сопротивление панели DiViN R = 1,4 м2⋅К/Вт. 2. Устройство конструкции без воздушного зазора между дополнительным

утеплителем и облицовкой DіVіN недопустимо. Влажностный режим системы DіVіN с дополнительным утеплителем требует устройства воздушного зазора.

ЛИТЕРАТУРА 1. Конструкції будівель і споруд. Конструкції зовнішніх стін із фасадною

теплоізоляцією. Класифікація і загальні технічні вимоги: ДСТУ В 2.6-34:2008. [Чинний від 2009-06-01]. – К.: Мінрегіонбуд України, 2009. - 14 с. - (Національний стандарт України). 2.

Конструкції будинків і споруд. Конструкції зовнішніх стін із фасадною

теплоізоляцією

та

опорядженням

індустріальними

елементами

вентильованим

прошарком. Загальні технічні умови: ДСТУ Б В.2.6-35:2008– [Чинний від 2009-06-01]. – К.: Мінрегіонбуд України, 2009. – 25 с.- (Національний стандарт України). 3. Конструкції будівель і споруд. Теплова ізоляція будівель: ДБН В 2.6-31:2006. [Чинний від 2006-09-09]. – К.:

Мінрегіонбуд України, 2007. - 71 с. - (Національний

стандарт України). Зі Зміною №1 від 01.07.2013 р. 4. Захист від небезпечних геологічних процесів, шкідливих експлуатаційних

впливів, від пожежі. Будівельна кліматологія. ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010.–[Чинний від 201007-01]. – К.: Мінрегіонбуд України, 2011. – 122 с.– (Національний стандарт України). 5. Тимофєєв, М.В. Розрахунки теплової ізоляції будівель: Навчальний посібник /

М.В. Тимофєєв, Г.Г. Фаренюк // Донецьк-Макіївка: Норд – Прес, ДонНАБА, 2009. - 74 с. 6. СП

50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП

23-02-2003. – М: Минрегион России, 2012. – 101 с.