СП 17.13330.2017 Кровли. Актуализированная редакция СНиП II-26-76 (с Изменением N 1)

Приложение А. Свойства элементов вентилируемых стропильных и совмещенных крыш зданий и сооружений

Приложение А

А.1 Показатели подкровельных пленок приведены в таблице А.1.


Таблица А.1

А.2 Высота вентиляционного канала в крышах стропильной конструкции приведена в таблице А.2.


Таблица А.2

А.3 Осушающая способность системы вентилируемых каналов и число аэрационных патрубков в совмещенной крыше зданий и сооружений*
________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.

А.3.1 Количество влаги, г/м, удаляемой из утеплителя через вентилируемые каналы за период со среднемесячными температурами выше 0°С, определяют по формуле

, (А.1)

где - площадь сечения канала, м;

- число вентилируемых каналов на участке крыши или на всей крыше;

- число месяцев со средней температурой наружного воздуха 0°С;

- влагосодержание воздуха, выходящего из каналов, при температуре , г/м, определяют по формуле (А.2);

- фактическое влагосодержание воздуха, входящего в каналы при температуре и средней за этот месяц относительной влажности наружного воздуха, г/м, определяют по формуле (А.5);

- длительность месяца, с;

- средняя за месяц скорость движения воздуха в каналах, м/с;

- площадь крыши или ее участка, м.

Влагосодержание воздуха, выходящего из каналов, определяют по формуле

, (А.2)

где - парциальное давление насыщенного водяного пара на выходе воздуха из каналов, Па, определяется по [4, таблицы С.1 и С.2];

- температура воздуха на выходе из каналов, °С, определяемая по формуле

, (А.3)

здесь - температура воздуха помещения, °С;

, - коэффициенты теплопередачи частей крыши ниже центра сечения канала и выше него, Вт/(м·°С);

- среднемесячная температура наружного воздуха с учетом солнечной радиации, определяемая с учетом прозрачности атмосферы:

, (А.4)

здесь - среднемесячная температура наружного воздуха, °С (СП 131.13330.2012, таблица 5.1*);

- коэффициент поглощения теплоты (для крупнозернистой посыпки верхнего слоя кровельного ковра 0,75);

- среднемесячное значение солнечной радиации, Вт/м (СП 131.13330.2012, таблица 8.1);

- коэффициент прозрачности атмосферы (для городской застройки принимают 0,7);

- коэффициент теплоотдачи [принимают 23 Вт/(м·°С)].

, (А.5)

где - упругость водяного пара наружного воздуха, средняя за данный месяц, Па.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

А.3.2 В качестве примера расчета приведено определение осушающей способности вентилируемых и диффузионных каналов в конструкции ремонтируемой крыши.

Здание имеет размеры в плане 36x144 м, высота до вентиляционных отверстий 10 м. Выступающие над кровлей части здания отсутствуют. При ширине здания 36 м длина скатов с уклоном 1,5% составляет 18 м. Параметры внутреннего микроклимата: 18°С; 60% - для зимних условий и 20°С; 60% - для летних.

Обследованием было установлено, что весовая влажность пенобетона с начальной плотностью ~400 кг/м на некоторых участках крыши составляет 22, 30 и 40% при нормативном значении 12%.

Влагосодержание слоя пенобетона толщиной 100 мм при весовой влажности 22% составляет 400·0,1·0,22=8,8 кг/м, при этом допустимое влагосодержание (при w=12%) - 4,8 кг/м. Следовательно, количество сверхнормативной влаги составит 8,8-4,8 = 4 кг/м, при влажности пенобетона 30% - 7,2 кг/м, а при влажности пенобетона 40% - 11,2 кг/м.

Было принято решение снять старый водоизоляционный ковер, выполнить ремонт стяжки, дополнительно утеплить крышу двумя слоями минераловатных плит, раздвинуть плиты с образованием вентилируемых каналов шириной 100 мм через 1,1 м и диффузионных каналов шириной 50 мм через 550 мм поперек скатов; поверх плит утеплителя следует уложить сборную стяжку из ЦСП толщиной 12 мм или из хризотилцементных плоских листов толщиной 12 мм (рисунки А.1 и А.2).

А.3.3 Возможны два варианта конструктивных решений для сушки увлажненного утеплителя.

Первый вариант (предпочтительный) заключается в устройстве вентилируемых каналов в теплоизоляционном слое по всей поверхности крыши (рисунок А.2) и сообщением их с наружным воздухом через козырек над парапетами продольных стен (рисунок А.3). В данном случае под воздействием ветра в каналах происходят движение воздуха и сушка утеплителя.

Второй вариант - установить над частью вентилируемых и диффузионных каналов кровельные аэраторы с внутренним диаметром патрубков 100 мм.

Рисунок А.1 - Вентилируемые каналы через 1,1 м (в осях)

1 - новый водоизоляционный ковер; 2 - сборная стяжка из ЦСП или хризотилцементных плоских листов; 3 - минераловатные плиты; 4 - вентилируемые каналы; 5 - существующая стяжка из цементно-песчаного раствора; 6 - увлажненный пенобетон

Рисунок А.1 - Вентилируемые каналы через 1,1 м (в осях)

Рисунок А.2 - Расчетная схема вентиляции каналов и диффузии водяного пара

1 - вентилируемый канал; 2 - диффузионные каналы; 3 - движение влаги

Рисунок А.2 - Расчетная схема вентиляции каналов и диффузии водяного пара

Первый вариант

Рисунок А.3 - Схема устройства парапетного узла вентилируемой крыши

1 - парапет; 2 - козырек; 3 - вентилируемая воздушная прослойка или канал; 4 - верхняя часть крыши; 5 - нижняя часть крыши; 6 - стена; 7 - направления движения воздуха

Рисунок А.3 - Схема устройства парапетного узла вентилируемой крыши

Скорость движения воздуха в канале для каждого из месяцев определяют по формуле

, (А.6)

где - средневзвешенная скорость ветра, м/с, на высоте 10 м для каждого летнего месяца; для данного расчета была принята 3,4 м/с;

, - аэродинамические коэффициенты на входе в канал и выходе из него приведены в таблице А.3. Для данного примера 0,3.

Если высота здания больше или меньше 10 м, скорость движения воздуха в канале определяют с учетом изменения скорости ветра по высоте по формуле

, (А.6а)

здесь - средневзвешенная скорость ветра, м/с, на высоте меньше или больше 10 м для каждого летнего месяца;

- высота до входа в отверстие вентиляционного канала, м.

Таблица А.3

- длина вентилируемого канала, м;

- коэффициент сопротивления трению, определяется по формуле

, (А.7)

где - приведенная шероховатость стенок канала;

, (А.8)

здесь и - абсолютная шероховатость материала стенок канала, принимаемая по таблице А.4;

Таблица А.4 - Абсолютная шероховатость основных материалов, используемых в вентилируемых крышах

- эквивалентный диаметр канала, м; для канала прямоугольного сечения со сторонами и определяют по формуле

. (А.9)

При сечении канала с 0,1 м и 0,05 м получают 0,067 м.

Для данного примера расчета .

Тогда .

- сумма местных сопротивлений. Для данного примера 36.
_______________
Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1992.


Средняя скорость движения воздуха в вентилируемом канале за летний период, рассчитанная по формуле (А.6), составит 0,23 м/с.

Результаты расчетов количества влаги , г/м, удаляемой из утеплителя через вентилируемые каналы за один летний сезон, приведены в таблице А.5.

Таблица А.5

Необходимо рассчитать время , необходимое для сушки увлажненного утеплителя с учетом существующей влажности утеплителя и возможной технологической влаги при укладке теплоизоляции. Для этого в качестве источника увлажнения принимают 20-минутный дождь интенсивностью с вероятностью максимальной интенсивности 50%, учитывая относительно небольшую площадь крыши и соотношение сторон здания в плане. Так, например, при 80 л/(с·га) дополнительное увлажнение утеплителя может составить 0,5·0,12·80=4,8 кг/м.

Время в летних сезонах с учетом воздействия солнечной радиации, в течение которого весовая влажность пенобетона и минераловатного утеплителя достигнут нормативного значения, составит:

- при 22% (4+4,8)/5,3681,6 летнего сезона;

- при 30% (7,2+4,8)/5,3682,2 летнего сезона;

- при 40% (11,2 + 4,8)/5,3683,0 летнего сезона.

Второй вариант

При отсутствии возможности выполнения парапета по схеме, приведенной на рисунке А.3, над местами пересечения вентилируемых и диффузионных каналов устанавливают кровельные аэраторы, требуемое число и диаметры которых определяются расчетом. На рисунке А.4 и А.5 показаны план кровли рассматриваемого здания и пример установки аэраторов.

На участке крыши площадью 930,6 м предварительно устанавливают 10 аэраторов диаметром 100 мм из условия действия одного аэратора на площади 80-90 м, а на всей площади крыши, равной 5184 м, - 56 аэраторов.

Рисунок А.4 - План расположения аэраторов диаметром 100 мм

1 - ендова; 2 - конек; 3 - аэраторы

Рисунок А.4 - План расположения аэраторов диаметром 100 мм

Для крыши здания размером в плане не более 48х144 м и высотой 10 м на базе 6-18 м как вдоль, так и поперек линии конька в патрубках аэраторов одинакового диаметра при всех направлениях ветра скоростью 2-5 м/с возникает разность давлений DP, составляющая 0,12-0,14 кгс/м, в результате чего в вентилируемых каналах происходит движение воздуха. В этом случае скорость движения воздуха в канале определяют по формуле (А.10). При высоте здания больше или меньше 10 м скорость движения воздуха в канале определяется по формуле (А.6) с учетом изменения скорости ветра по высоте [формула А.6а)].

Рисунок А.5 - Пример установки кровельного аэратора (вентиляционного патрубка) диаметром 100 мм

1 - герметик; 2 - дополнительный водоизоляционный ковер; 3 - основной водоизоляционный ковер; 4 - сборная стяжка из ЦСП или хризотилцементных плоских листов; 5 - минераловатные плиты; 6 - монолитная существующая стяжка; 7 - увлажненный пенобетон; 8 - железобетонная несущая плита; 9 - вентилируемый канал; 10 - аэратор диаметром 100 мм

Рисунок А.5 - Пример установки кровельного аэратора (вентиляционного патрубка) диаметром 100 мм

Скорость движения воздуха в каналах между двумя аэраторами определяют по формуле

, (А.10)

где - объемная плотность воздуха, кг/м, определяемая по формуле

,

здесь - температура в канале, °С, определяемая по формуле

;

- ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с.

При подстановке исходных данных в формулу (А.10) скорость движения воздуха в вентилируемых каналах составит 0,11 м/с, а количество влаги, удаляемой из утеплителя за один летний сезон, приведено в таблице А.6.

Таблица А.6

Так как скорость движения воздуха в вентилируемых каналах и количество удаляемой влаги из утеплителя за летний сезон в два раза меньше, чем в предыдущем конструктивном решении (рисунок А.3 и таблица А.3), то время сушки в летних сезонах составит:

- при 22% (4+4,8)/2,6843,3 летнего сезона;

- при 30% (7,2+4,8)/2,6844,5 летнего сезона;

- при 40% (11,2+4,8)/2,6846,0 летнего сезона.

В первые зимние месяцы сушки, как правило, происходят активное перемещение влаги из пенобетона в толщу минераловатных плит и перераспределение влагосодержания утеплителей по площади крыши. При недостаточных или неправильно выполненных нахлестках рулонных пароизоляционных материалов и некачественной герметизации стыков несущих плит или профнастила кратковременные протечки могут появиться там, где их не было до начала сушки. Во второй зимний период сушки эти протечки, как правило, уже не возникают.