Лента новостей RSSRSS КалькуляторыКалькуляторы Вопросы экспертуВопросы эксперту Перейти в видео разделВидео

ГОСТ 32494-2013

Здания и сооружения. Метод математического моделирования температурно-влажностного режима ограждающих конструкций

Предлагаем прочесть документ: Здания и сооружения. Метод математического моделирования температурно-влажностного режима ограждающих конструкций. Если у Вас есть информация, что документ «ГОСТ 32494-2013» не является актуальным, просим написать об этом в редакцию сайта.

Скрыть дополнительную информацию

Дата введения: 01.01.2015
Статус документа на 2016: Актуальный

Страница 1

Страница 2

Страница 3

Страница 4

Страница 5

Страница 6

Страница 7

Страница 8

Страница 9

Страница 10

Страница 11

Страница 12

Страница 13

Страница 14

Страница 15

Страница 16

Страница 17

Страница 18

Страница 19

Страница 20

Страница 21

Страница 22

Страница 23

Страница 24

Страница 25

Страница 26

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ

И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ CT A H Д A P T

ГОСТ 32494 -2013

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ Метод математического моделирования температурно-влажностного режима ограждающих конструкций

(EN 15026:2007, NEQ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2014

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН федеральным государственным бюджетным учреждением «Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук» (НИИСФ РАЛСН).

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом но стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 44-2013 от 14 ноября 2013 г.)

За принятие станда

рта проголосовали:

Краткое наименование

Код страны no МК

Сокращенное наименование нацио-

страны

(ИСО 3166) 004-97

налыюго органа по стандартизации

по МК (ИСО 3166)

004-97

Азербайджан

AZ

Азстандарт

Армения

AM

Минэкономики Республики Армения

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Казахстан

KZ

Госстандарт Республики Казахстан

Кыргызстан

KG

Кыргызстандарт

Молдова

MD

Молдова-Стандарт

Российская Федерация

RU

Рос стандарт

Таджикистан

TJ

Таджи «стандарт

Узбекистан

UZ

Узстандарт

4    В настоящем стандарте учтены положения европейского регионального стандарта EN 15026:2007 Hygrothermal performance of building components and building elements - Assessment of moisture transfer by numerical simulation (Тепловлажностные характеристики строительных конструкций и их элементов - Оценка влагопереноса методом числового моделирования) в части условий и ограничений для математической модели тепло-влагопереноса, а также некоторых граничных условий для основных уравнений

5    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2013 г. X® 2393-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32494-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.

6    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и направок - в ежемесячном информационной указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе в Национальные стандарты». Соответствующая информация. уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официазьнач сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ, 2014

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ 32494-2013

Содержание

1    Область применения......................................................

2    Нормативные ссылки......................................................

3    Обозначения и единицы измерения характеристик тепло- и влаго-

переноса.....................................................................

4    Основные уравнения математической модели.....................

4.1    Ограничения............................................................

4.2    Основные уравнения тепло- и влагопереноса

в ограждающих конструкциях..........................................

4.3    Граничные условия теплообмена..................................

4.4    Граничные условия влагообмена...................................

5    Исходные данные............................................................................

5.1    Общие положения...................................................

5.2    Характеристики граничных условий......................................

5.3    Характеристики материалов конструкции.............................

5.4    Характеристики конструкции..................................................

5.5    Характеристики условий проведения расчетов.....................

6    Выходные данные............................................................................

Приложение А (рекомендуемое) Метод определения

коэффициента и мгновенной скорости капиллярного

всасывания воды строительными материалами...

Приложение Б (рекомендуемое) Метод определения

коэффициента статической влагопроводности

строительных материалов.............................

Приложение В (рекомендуемое) Метод определения

коэффициента динамической влагопроводности

строительных материалов..............................

Приложение Г (справочное) Пример расчета температурновлажностного режима ограждающей конструкции

по математической модели...........................

Библиография......................................................................................

Введение

В настоящем стандарте приведено описание математической модели тепло- и влагопереноса в ограждающих конструкциях зданий в целях прогнозирования нестационарных процессов переноса влаги в многослойных ограждающих конструкциях, подвергаемых климатическим воздействиям.

По сравнению с оценкой влажностного состояния ограждающих конструкций по стационарным условиям эксплуатации моделирование нестационарного влажностного режима обеспечивает более точные сведения о влажности материалов конструкций и о риске, связанном с проблемами конденсации пара на поверхности.

Модели, рассматриваемые в настоящем стандарте, учитывают накопление влаги, эффекты конденсации и перенос жидкости в материалах конструкций, а также конвективно-лучистый перенос теплоты в граничных условиях. В процессе эксплуатации зданий влажностное состояние материалов ограждающих конструкций изменяется в зависимости от конструктивных особенностей, свойств материалов, температурно-влажностных условий в помещениях, климатических условий района строительства. Влажностный режим определяет эксплуатационные свойства ограждающих конструкций здания и непосредственно влияет на теплозащитные свойства, коррозию металлических деталей, прочностные свойства, напряженно-деформированное состояние, долговечность и эстетику конструкций.

IV

ГОСТ 32494-2013

4.4 Граничные условия влагообмена

4.4.1 Граничные условия влагообмена на поверхностях конструкций

Граничные условия влагообмена на поверхностях конструкций задаются формулами (14)~(18).

Поток влаги, выходящий из конструкции, определяется уравнениями:

- через внутреннюю поверхность

(14)

дх R„

- через наружную поверхность

K(L)^£i=J-f4 (г)-4(г)1-*..    05)

at я,

где Rm, /?нп — сопротивление паропроницанию внутреннего и наружного слоев, (м"ч-Па)/мг; gB, gH~ плотность потока жидкой влаги через внутреннюю и наружную поверхности, кг/(м2 с).

Плотность потока влаги (количество жидкой влаги), поглощаемой ограждающей конструкцией, должно определяться в каждом конкретном случае.

Плотность потока жидкой влаги через наружную поверхность gH внутрь ограждающей конструкции при ее нестационарном увлажнении определяют по формуле

81 =-Рл —

дх

(16)

Плотность потока жидкой влаги в наружный слой ограждающей конструкции, вызванной косым дождем, определяют как мгновенную скорость капиллярного всасывания С. При этом плотность потока жидкой влаги не должна превосходить интенсивность выпадения осадков на вертикальную

8i

= min

I ^ю}р, J

[Az, -720-3600' j

(17)

7

поверхность:

4.4.2 Граничные условия влагообмена на стыке материалов

При наличии в конструкции пароизоляционного слоя принимают, что жидкая влага не проходит через слой пароизоляции, при этом плотность потока водяного пара определяют по формуле

^U-0)-«(x+0)=-L(c(x+0.-)-cU-0,r)),    (18)

где R„ - сопротивление паропроницанию пароизоляционного слоя.

Па стыке двух слоев ограждающей конструкции, выполненных из разных материалов, при отсутствии пароизоляции принимают, что влажности материалов слоев являются равновесными (функционально зависимыми):

(19)

В зоне сорбционного увлажнения равновесные влажности материалов принимают по изотермам сорбции (десорбции). При этом парциальное давление водяного пара в порах материалов непрерывно:

с(х+0,г)=^(д-0,г).    (20)

Для сверхсорбционной зоны зависимость (19) определяют экспериментально. При условии что влажность на стыке слоев материалов распределяется пропорционально скоростям капиллярного всасывания, зависимость (19) описывается соотношением:

p2N\ .

н> =и'п +77TV2 -*'2, ^    (21)

где и и>2И- максимальные сорбционные влажности материалов.

5 Исходные данные

5.10бщ|1с положения

Перед расчетом температурно-влажностного режима ограждающей конструкции должны быть известны следующие необходимые исходные данные:

-    характеристики граничных условий;

-    характеристики материалов конструкции;

8

ГОСТ 32494-2013

-    характеристики конструкции;

-    характеристики условий проведения расчетов.

5.2    Характеристики граничных условий

К характеристикам граничных условий относятся;

-    температура наружного воздуха, переменная в течение года и принимаемая согласно данным натурных наблюдений или по данным, приведенным в нормах и правилах по строительной климатологии [1];

-    температура внутреннего воздуха, переменная или постоянная в течение года и принимаемая в соответствии с условиями проектирования;

-    относительная влажность наружного воздуха, переменная в течение года и принимаемая согласно данным натурных наблюдений или по [1];

-    относительная влажность внутреннего воздуха, переменная или постоянная в течение года и принимаемая в соответствии с условиями проектирования;

-    коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей конструкции, переменные или постоянные в течение года, вычисляемые для условий решаемой задачи или принимаемые по строительным нормам и правилам по тепловой защите зданий [2].

Значения перечисленных параметров необходимо иметь на начало каждого месяца. Изменение их в течение месяца принимают линейным.

5.3    Характеристики материалов конструкции

Перечень характеристик материалов и методы их определения, необходимые для расчетов по математической модели, приведен в таблице 2. Таблица 2 - Характеристики материалов

Наименование характеристики

Обозначе

ние

Значения

Метод определения

1Глотность

Р

По действующим строительным нормам и правилам

Но нормативному документу на материал конкретного вида

Удельная теплоемкость

с

То же

По Г ОСТ 23250

Тепло 11 роводность

X

»

По ГОСТ 7076

Окончание таблицы 2

Наименование характеристики

Обозначе

ние

Значения

Метод определения

Изотерма сорбции

<р(и)

-

Но ГОСТ 24816

Коэффициент паропроницаемости

Ц

По действующим строительным нормам и правилам

Но ГОСТ 25898

Коэффициент капиллярного всасывания

К

-

По приложению А

Коэффициент статической влагопроводности

Рстл,

-

Но приложению Б

Коэффициент динамической влагоироводно-сти

Рдим

-

По приложению В

5.4    Характеристики конструкции

Для проведения расчетов должны быть известны следующие данные о конструкции:

-    толщина и порядок расположения однородных слоев в конструкции;

-    места расположения пароизоляционных слоев и значения их сопротивления паропроницаемости;

-    начальная влажность материалов конструкции.

5.5    Характеристики условий проведения расчетов

Характеристики условий проведения расчетов включают в себя:

-    месяц, начиная с которого следует проводить расчет;

-    число лет, для которых следует проводить расчет;

-    промежуток времени, через который следует фиксировать результаты расчета (рекомендуется один месяц).

6 Выходные данные

Результатом расчета температурно-влажностного режима ограждающей конструкции должны быть распределения влажности и температуры по толщине конструкции для любого момента времени ее эксплуатации.

Пример расчета температурно-влажностного режима ограждающей конструкции по математической модели приведен в приложении Г.

ГОСТ 32494-2013

Приложение А (рекомендуемое)

Метод определения коэффициента и мгновенной скорости капиллярного всасывания воды строительными материалами

Л.1 Средства испытаний

Лабораторные весы по ГОСТ 24104.

Штангенциркуль поГОСТ 166.

Линейка по ГОСТ 427.

Контейнер для воды.

Часы.

А.2 Подготовка образцов

Для определения коэффициента капиллярного всасывания воды строительным материалом изготовляют образцы материала в виде призм высотой от 100 до 250 мм, размерами поперечного сечения 50x50 мм. Боковые грани образцов влагоизолируют (например, парафином или силиконовым герметиком). Образцы взвешивают с точностью до 0,01 г, определяют площадь поперечного сечения. Число образцов должно быть не менее трех.

А.З Проведение испытаний

Образцы устанавливают вертикально в контейнер с водой так, чтобы нижняя (невлагоизолированная) грань соприкасалась с поверхностью воды. Не допускается касание нижней грани образца дна контейнера.

Образцы взвешивают через следующие интервалы времени: 5 мин от момента соприкосновения образца с водой, далее через 10 мин; 15 мин; 30 мин; 1 ч; 1,5 ч; 3 ч; 6 ч; 24 ч; 48 ч.

Определяют массу воды, поглощенной поверхностью образца площадью 1м2 Mh кг/м2, по формуле

А!, =

(АЛ)

где т, ~ масса влажного образца в момент времени Zi, кг; т0 - масса образца перед испытанием, кг;

И

Г0 - площадь поперечного сечения образца.

А.4 Обработка результатов испытаний

По результатам взвешиваний образца строят график зависимости массы образца М от (квадратный корень от времени).

Для определения коэффициента капиллярного всасывания испытуемого материала К и уточнения «закона квадратного корня из времени» для него уравнение, описывающее процесс капиллярного всасывания, записывают в виде

M=Kzm    (А.2)

Для определения значений К и п уравнение (А.2) логарифмируют:

\х\М = 1п/?+л1п:.    (А.З)

Строят график в координатах InМ и Inz.

Коэффициент капиллярного всасывания К определяют, исходя из равенства InМ =1пА‘ при г = 1. Для определения показателя степени п в уравнении капиллярного всасывания экспериментальные точки на графике в логарифмических координатах аппроксимируют прямой линией. Угловой коэффициент функции линейной аппроксимации является значением показателя степени п.

Мгновенную скорость капиллярного всасывания воды строительным

2

материалом С, кг/(м‘ с), определяют по формуле

С =

3600

nKz^ -

(А.4)

За результат испытания принимают среднеарифметические значения результатов испытаний всех образцов.

12

ГОСТ 32494-2013

Приложение Б (рекомендуемое)

Метод определения коэффициента статической влагонроводности строительных материалов

Б.1 Средства испытаний

Лабораторные весы по ГОСТ 24104.

Штангенциркуль поГОСТ 166.

Линейка по ГОСТ 427.

Контейнер для воды.

Часы.

Пила.

Сушильный электрошкаф.

Б.2 Подготовка образцов

Для определения коэффициента статической влагопроводностн строительных материалов изготовляют образцы материала в виде призмы высотой от 100 до 250 мм, размерами поперечного сечения 50x50 мм или цилиндра диаметром 50 мм, высотой от 100 до 250 мм. Боковые грани образцов влагои-золируют (например, парафином или силиконовым герметиком). Число образцов должно быть не менее трех.

Б.З Проведение испытаний

Образцы устанавливают вертикально в контейнер с водой так, чтобы нижняя невлагоизолированная грань соприкасалась с поверхностью воды. Не допускается касание нижней грани образца дна контейнера. Зазор между стенками сосуда и боковой поверхностью образца герметизируют (например, парафином или силиконовым герметиком).

При проведении испытаний контейнер с образцом периодически взвешивают с точностью до 0,01 г и определяют плотность потока влаги через образец по формуле

13

g =

m, —m,

ТГаГ’

(Б.1)

где n%2 и /л| — массы образца при двух последовательных взвешиваниях, кг;

F0- площадь поперечного сечения образца, м2;

Дz - интервал времени между взвешиваниями, с.

После установления стационарного потока влаги образцы материала разрезают на несколько частей по высоте. Толщина каждой части должна быть не менее 20 мм. Каждую часть образца взвешивают с точностью до 0,01 г, затем высушивают до постоянной массы, взвешивают и определяют влажность каждой части. Массу каждой части образца считают постоянной, если разность между результатами двух последовательных взвешиваний не превышает 0,01 г.

Б.4 Обработка результатов испытаний

По результатам взвешиваний частей образцов до и после высушивания строят кривую распределения влажности по высоте образца, определяют градиенты влажности, а затем рассчитывают значения коэффициента статической влагопроводности рС1ат, кг/(м с), по формуле

(Б.1)

|gradn)

где g — плотность потока влаги через образец, кг/(м2 с);

grad w — градиент влажности по длине образца, (кг/кг)/м.

Для определения градиента влажности рассматривают участок кривой распределения влажности по высоте образца, где наблюдается изменение влажности. Экспериментальные точки на данном участке аппроксимируют многочленом необходимого порядка, являющимся функцией зависимости влажности w от координаты д. Производная данной функции при каждом значении х является значением градиента влажности в данной точке.

За результат испытания принимают среднеарифметическое значение результатов испытания грех образцов.

ГОСТ 32494-2013

При ложенне В (рекомендуемое)

Метод определения коэффициента динамической влагопроводности строительных материалов

В.1 Средства испытаний

Лабораторные весы по ГОСТ 24104.

Штангенциркуль поГОСТ 166.

Линейка по ГОСТ 427.

Контейнер для воды.

Часы.

Пила.

Сушильный электрошкаф.

В.2 Подготовка образцов

Для определения коэффициента динамической влагопроводности строительных материалов изготовляют образцы материала в виде призм высотой от 100 до 250 мм, размерами поперечного сечения 50x50 мм. Боковые грани образцов влагоизолируют (например, парафином или силиконовым герметиком). Образцы взвешивают с точностью до 0,01 г, определяют площадь их поперечного сечения. Число образцов должно быть не менее трех.

В.З Проведение испытаний

Образцы помещают в контейнер с водой так, чтобы нижняя невлагоизолированная грань соприкасалась с поверхностью воды. Не допускается касание нижней грани образца дна контейнера. Через время с образцы разрезают на части по высоте. Толщина каждой части должна быть не менее 20 мм. Момент времени z устанавливают по результатам анализа кривой капиллярного всасывания до момента первого перелома на ней (при отсутствии перелома - произвольно). Каждую часть образца взвешивают с точностью до 0,01 г, затем высушивают до постоянной массы, взвешивают и определяют влажность каждой части. Массу каждой части образца считают постоянной,

если разность между результатами двух последовательных взвешиваний не превышает 0,01 г.

По результатам испытания строят график распределения влажности по высоте образцов.

В.4 Обработка результатов испытаний

По полученному распределению влажности по высоте образца рассчитывают параметры перемещения жидкой влаги в материале w0, к/, кг, я, по которым вычисляют значение коэффициента динамической влагопро-водности.

Влажность материала при максимальном капиллярном увлажнении wo определяют по графику распределения влажности. Рекомендуется при обработке результатов испытания пользоваться влажностью и\ измеряемой в кг/кг или в процентах к массе сухого материала.

Для расчета параметра к\ рассматривают начальный участок графика-распределения влажности по высоте образца. Выбирают точку с наибольшей координатой, в которой влажность материала отличается от влажности при максимальном увлажнении образца и’0 не более чем на 5 %. Координату указанной точки обозначают ,vinin. Параметр А:, рассчитывают по формуле

Для расчета параметра кг рассматривают конечный участок кривой распределения влажности. Кривая на этом участке линейно экстраполируется по двум последним точкам, влажность в которых отличается от начальной, до пересечения с осью координат. Координата этой точки обозначается х^. Параметр кг рассчитывают по формуле

к

х

(В.1)

(В.2)

Параметр а определяют, исходя из уравнения

(В.З)

ГОСТ 32494-2013

Экспериментальные точки наносят на плоскость в координатах и аппроксимируют прямой, проходящей через начало

координат. Угловой коэффициент указанной прямой является значением параметра а.

Значение коэффициента динамической влагопроводности вычисляют с учетом всех параметров перемещения жидкой влаги в материале по формуле

За результат испытания принимают среднеарифметическое значение результатов испытания трех образцов.

17

Приложение Г (справочное)

Пример расчета температурно-влажностного режима ограждающей конструкции по математической модели

В настоящем приложении приведен пример расчета температурновлажностного режима ограждающей конструкции жилого здания по математической модели, приведенной в настоящем стандарте.

Пример приведен для климатических условий г. Москвы. Принято, что температура и относительная влажность воздуха внутри здания остаются постоянными в течение года и равны 20 °С и 55 % соответственно.

Описание ограждающей конструкции и характеристик материалов, необходимых для расчета, приведено в таблице Г.1. Изотермы сорбции используемых материалов приведены в таблице Г.2.

ТаблицаГ.1- Описание офаждающей конструкции и характеристики материалов

Состав стены изнутри наружу

Толщина слоя 6, м

Плотность материала ро, кг/м'

Коэффициент теплопроводности при условиях эксплуатации А и Б К Вт/м °С

Коэффициент паропроницае-мости ц, мг/(м-чТ1а)

А

Ь

Штукатурка но газобетону

0,02

1550

0,76

0,93

0,05

I 'азобетон марки но средней плотности D400

0,3

450

0,14

0,15

0,135

Пенополистирол

0,1

40

0,041

0,05

0,05

Цементно-песчаная

штукатурка

0,01

1550

0,76

0,93

0,09

18

Таблица Г.2 - Изотермы сорбции материалов конструкции

Наименование магериа-ла

Сорбционная влажность, % по массе, при температуре (20 ± 2) °С и относительной влажности воздуха, %

10

20

30

40

50

60

70

80

90

97

Штукатурка по газобетону

0,1

0,2

0,3

0,32

0,47

0,62

1,01

1.41

2,46

4,38

I 'азобетон марки по средней плотности D400

0,1

0,2

0,25

0,33

0,4

0,43

0,80

5

1,18

2,19

5,34

Пенополи

стирол

0.2

0,3

0,7

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,6

Цементно-

песчаная

штукатурка

0.5

0,9

1,1

1,3

1,5

1,8

2,1

2,7

3,2

4.0

В таблице Г.З приведены температура и относительная влажность воздуха на начало месяца, рассчитанные по данным, приведенным в [2].

Т а б л и ц а Г.З - Температура и относительная влажность воздуха

Месяц

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Температура,

8.75

9,7

6.75

0.05

8.15

13.95

17.05

17,2

13,5

7,5

1,2

4,6

Относительная влажность воздуха, %

84.5

82.5

79.5

72

62

58.5

61

65,5

70,5

75.5

80

83.5

Коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей ограждающей конструкции постоянны в течение года и приняты равными 8,7 Вт/ (м2*°С) и 23 Вт/(м2 оС) соответственно.

Результаты расчета представлены на рисунке Г.1 в виде распределения влажности внутри конструкции после трех лет эксплуатации здания, приведенные на начало февраля (месяца наибольшего влагонакоплення).

19

Влажность >f , о0 пр массе

ГОСТ 32494-2013

20

Библиография

|1] СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01-99* Строительная климатология» (2] СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02 2003 Тепловая защита зданий»

21

УДК 721:535.241.46:006.354 МКС 91.120.99    NEQ    Ж39

Ключевые слова: Здания и сооружения, ограждающие конструкции, тепло-влагоперенос, числовое моделирование, пример расчета

Подписано в печать 30.04.2014. Формат 60x847».

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»

123995 Москва. Гранатный пер.. 4. www.gostinfo.ru    info@gostinfo.ru

Сохраните страницу в соцсетях:
Другие документы раздела "Защита зданий снаружи и внутри, прочие аспекты"