В. БЛАЗИ
Справочник
проектировщика.
Строительная
физика
Перевод с немецкого
под редакцией А.К. Соловьева
Рекомендовано
кафедрой архитектуры МИСИ
в качестве учебного пособия для
студентов, обучающихся
по направлению подготовки
"Строительство "
ТЕХНОСФЕРА
Москва
2004
В. Блази
Справочник проектировщика.
Строительная физика
Москва:
Техносфера, 2004. - 480с. ISBN 5-94836-024-5
Справочник содержит материал по технологическим, теплофизическим и
акустическим характеристикам современных строительных материалов. На
многочисленных примерах расчетов показано поведение различных огражда-
ющих конструкций при воздействии на них температуры, влажности и шума.
Рассматриваются вопросы пожарозащиты зданий и защиты от огня несущих и
ограждающих конструкций.
В книге описывается влияние химических процессов на работу, долговеч-
ность и эксплутационные качества несущих и ограждающих конструкций
зданий.
Справочное руководство предназначено инженерам-проектировщикам,
учащимся высших учебных заведений и колледжей, а также для обучения в
системе переподготовки и повышения квалификации
© 2001 by Verlag Europa Lehrmittel,
Noumey, Vollmer GmbH & Co.,
42781 Haan-Gruiten
© 2004, ЗАО «РИЦ «Техносфера»
перевод на русский язык, оригинал-макет,
оформление.
ISBN 5-94836-024-5
ISBN 3-8085 4263-2 (нем.)
Оглавление
1 .Теплозащита...............................................14
1.1.	Основы теплозащиты..................................... 14
1.1.1	.Задачи теплозащиты................................ 14
1.1.2.	Источники тепла................................... 15
1.1.3.	Факторы, влияющие на теплозащиту.................. 16
1.1.4.	Теплопередача..................................... 17
Теплопроводность....................................... 18
Тепловые потоки и тепловая конвекция................... 18
Тепловая радиация...................................... 18
1.2.	Физические основы.......................................20
1.2.1.	Основные физические величины теплозащиты...........20
1.2.2.	Ощущение комфорта в помещении......................26
1.2.3.	Теплопотери различных типов домов..................31
1.3.	Указания по теплозащите.................................32
1.3.1.	Указания по теплозащите по DIN 4108 (Нормы ФРГ).....34
Определение общего коэффициента теплопередачи U и
соответствующего общего сопротивления теплопередаче R
вблизи балок рядом с вентилируемыми воздушными
прослойками.............................................39
1.3.2.	Среднее значение величины U........................39
1.3.3.	Общий энергетический коэффициент
пропускания g.............................................40
1.4.	Указания норм по теплозащите............................44
1.4.1.	Метод по ограждающим конструкциям (поэлементный)....44
1.4.2.	Метод энергетического баланса......................46
1.4.2.1.	Годовая потребность в тепловой энергии Qu
при отдельном определении солнечных теплопоступлений.....47
1.4.2.2.	Потребность в тепловой энергии на возмещение
теплопотерь за счет теплопередачи через ограждающие
конструкции QT..........................................48
1.4.2.3	Потребность в тепловой энергии на восполнение
теплопотерь, сопровождающих воздухообмен QL.............50
1.4.2.4.	Используемые внутренние тепловыделения Qr......51
1.4.3.	Солнечные теплопоступления Qs......................52
1.4.3.1.Отдельное определение солнечных теплопоступлений.52
1.4.3.2.Учет солнечных теплопоступлений в значении
коэффициента теплопередачи окон, к......................52
1.5.	Указания Норм по теплозащите (WSChVO)...................53
1.5.1.	Указания относительно солнечных теплопоступлений....53
1.5.2.	Прочие указания Норм по теплозащите (WSChVO).......54
1.6.	Летняя теплозащита......................................57
1.6.1.	Общий энергетический коэффициент пропускания g.....58
4 Строительная физика
1.6.2.	Вентиляция в зависимости от ориентации по странам света.60
1.7.	Здания с низкими внутренними температурами...............63
1.8.	Строительные изменения существующих зданий...............64
1.9.	Характеристики материалов................................66
1.10.	Примеры расчета и применение теплозащиты................73
1.10.1.	Рекомендации по утеплению узлов мансарды..........134
Основные принципы утепления мансарды....................134
Создание непрерывного контура утепления.................137
Обеспечение гидро и пароизоляции вокруг контура
утепления, а также его вентиляции.......................141
1.11.	Изменение размеров конструктивных элементов
вследствие влияния изменения температуры.....................142
1.11.1.	Примеры расчета плоских крыш......................144
1.11.2.	Виды плоских крыш.................................150
1.11.2.	Примеры расчета различных строительных элементов.......156
2.	Влажность — защита от влажности..........................161
2.1.	Виды влаги..............................................161
2.2.	Агрегатные состояния....................................162
2.3.	Виды воды...............................................164
2.4.	Кругооборот воды........................................165
2.5.	Вода, ее значение.......................................166
2.6.	Капиллярность...........................................166
2.7.	Гидроизоляция и пароизоляция............................171
2.7.1.	Гидроизоляция......................................171
2.7.1.1.	Гидроизоляция от безнапорной воды..............173
2.7.1.2.	Гидроизоляция против воды под напором..........173
2.7.1.З.	Швы - шовные ленты.............................175
2.7.2.	Пароизоляция.......................................177
2.8.	Влажность воздуха.......................................179
2.8.1.	Относительная влажность воздуха....................179
2.8.2.	Абсолютная влажность воздуха.......................180
2.9.	Образование конденсата — точка росы.....................180
2.10.	Водонепроницаемость — паронепроницаемость —
торможение водяного пара — пароизоляция......................185
2.10.1.	Коэффициент сопротивления паропроницанию (ji).....185
2.11.	Сравнение теплозашиты и защиты от влаги................187
2.12.	Объяснение принципа теплового потока...................189
2.13.	Объяснение принципа пароизоляции.......................190
2.14.	Давление водяного пара.................................191
2.15.	Защита от влаги вследствие диффузии водяного пара......192
2.15.1.	Условия влагозащиты...............................192
2.15.2.	Как избежать выпадения влаги на поверхности
конструкции...............................................193
2.15.3.	Как избежать выпадения конденсата внутри
ограждающих конструкций...................................194
2.15.4.	Граничные условия по DIN 4108.....................195
Изоляция для надежной защиты
...от холода/жары
Большой выбор качественной изоляции:
Стекловолокно (мягкое, полужесткое, жесткое), каменная вата,
экструдированный пенополистирол STYROFOAM.


Широкие возможности применения:
Строительная изоляция, изоляция трубопроводов
и инженерных систем, акустические потолки
и стеновые панели ECOPHON.
СЮ!
а а I
Эффективное решение задач
по тепло- и звукоизоляции:
Высокие теплотехнические и
эксплуатационные характеристики,
звукопоглощающие свойства,
пожаробезопасность.
isover (SSI
I
www.isover.ru
isover
123022, Москва,
2-я Звенигородская ул., 13, корп. 15
Тел.: (095) 775-1510 (многокан.)
Факс:775-1511
198103, Санкт-Петербург,
Лермонтовский пр-т, 44
Тел.: (812) 327-5660
Факс: 251-7165
620026, Екатеринбург,
ул. Куйбышева, 44 (ЦМТ), оф. 315
Тел./факс: (3432) 59-61-59
344010, Ростов-на-Дону,
пр. Семашко, 114, офис 305
Тел.: (8632) 50-00-55, 50-00-28
603005, Нижний Новгород,
пл. Театральная, 3, офис 2
Тел.: (8312} 19-89-04
Производство:
140300, Московская обл., Егорьевск,
Промзона GCK ул. Смычка, 60
ггГПТ'г»
SAINT-GOBAIN
ISOVER RUSSIA
6 Строительная физика
2.16.	Диаграмма Глазера.....................................196
2.16.1.	Период водонакопления............................196
2.16.2.	Объяснение построения диаграммы Глазера..........198
2.16.3.	Период испарения (высыхания).....................200
Диаграмма Глазера...........................................202
2.17.	Мероприятия по исключению выпадения конденсата
внутри конструкции..........................................203
2.18.	Возможные случаи выпадения конденсата по диаграмме Глазера...204
2.18.1.	Нет выпадения конденсата.........................204
2.18.2.	Выпадение конденсата в одной плоскости...........205
2.18.3.	Выпадение конденсата в двух плоскостях...........206
2.18.4.	Выпадение конденсата в одной области.............207
2.19.	Исследование влажностного состояния различных конструкций ... 208
2.20.	Мостики холода........................................288
Геометрически обусловленные мостики холода...............290
3.	Звук — защита от шума...................................291
3.1.	Значение защиты от шума................................291
3.2.	Звук...................................................292
3.2.1.	Частота...........................................294
3.2.2.	Амплитуда.........................................294
3.2.3.	Терминология звука................................295
3.3.	Основные понятия.......................................296
3.4.	Порог слышимости — болевой порог.......................304
3.5.	Соотношение Фон — Децибел..............................305
Звукоизоляция............................................306
3.6.	Шкала громкости........................................308
3.7.	Виды шума..............................................309
3.8.	Акустика...............................................310
3.8.1.	Время реверберации Т..............................311
3.8.2.	Граничная частота.................................314
3.9.	Пути прохождения звука через конструкцию...............316
3.9.1.	Звукопоглощение...................................317
3.9.2.	Звукопоглотители..................................319
3.9.3.	Отражение звука...................................320
3.10.	Звукоизоляция строительных конструкций................322
3.10.1.	Изоляция от воздушного шума..................... 322
3.10.2.	Расчетный метод получения величины звукоизоляции
по вышеприведенному примеру..............................326
3.10.3.	Графический метод определения звукоизоляции......326
3.10.4.	Определение величины звукоизоляции
в октавных интервалах....................................327
3.10.5.	Графический метод для определения величины
звукоизоляции............................................328
3.11.	Определение оцененной величины звукоизоляции
перед возведением сооружения................................330
3.11.1.	Графические методы...............................330
Оглавление
СПЕЦИАЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО
СКВ СГРОЙПРИБОР
454084. Челябинск. a/я 8538.
т/ф (3512) 901-685.301-613
(095) 174-76-01.174-72-05
WWWStroyprlborJ'U
E-mail; stroypribotechelsurnetjru
Измеритель теплопроводности
методом стационарного теплового
потока и зондовым методом по
ГОСТ 7076. 30256.
Nt 970080007 в реестре средств
измерении РФ.
Универсальный измеритель влаж-
ности древесины, бетона, кирпича,
сыпучих строительных мате-
риалов ПО ГОСТ 16588, 217IB.
Nt 990080058 в реестре средств
измерении РФ.
Измеритель прочности бетона, рас-
твора кирпича методом ударного
импульса по ГОСТ 22690.
Nt 970080017 в реестре средств
измерений РФ.
ИТП НГ4 * 100-/ 250^
ИТП-МГ4 -ПотоЬг
с-лагомер-МГ /У
Влагомер-МГ4В
Измеритель плотности тепло-
вых потоков, термического
сопротивления и сопротив-
ления теплопередаче по ГОСТ
25380.
Nt 970080007 в реестре
средств измерений РФ.
Измеритель температуры и
влажности воздуха с возмож-
ностью регистрации пиковых
значений и энергонезависимой
памятью.
Nt 99ООВОО5В в реестре
средств измерении РФ.
ИПС-МГ4+
ПСОМГ4
Измеритель адгезии методом
отрыва дисков по ГОСТ 28089.
2В574.
Nt OIOO8OOBB в реестре сре-
дств измерений РФ.
Термометры, пирометры, измерители параметров армирования, вибрации, механических напряжении.
3.11.2.	Расчетное определение оцененной величины
звукоизоляции............................................333
3.11.2.1	Однослойные стены без отверстий, таких,
как двери и окна............................................333
3.11.2.2.	Однослойные стены с отверстиями,
такими как двери, окна......................................336
3.11.2.3.	Графический метод определения общей величины
звукоизоляции сочетания конструкций.........................336
3.11.2.4.	Расчетный метод определения общей величины
звукоизоляции Кобщ..........................................338
3.11.2.5.	Краткая форма расчета звукоизоляции соединенных
конструкций...........................................341
3.11.2.6.	Поправочные значения оцененной величины
звукоизоляции для фланкирующих конструкций............342
3.12.	Многослойные конструкции (с двумя плотными слоями)....346
Динамическая жесткость...................................347
3.12.1.	Резонансная частота fR (частота собственных колебаний).349
3.12.2.	Резонансная частотаД двухслойной конструкции
со свободно вложенным в прослойку мягко пружинящим
изоляционным слоем.......................................350
3.12.3.	Связь изоляционного слоя с обеими плитами
по всей плоскости..............................................352
3.12.4.	Расчетное определение величины звукоизоляции
двухслойных конструкций........................................358
8 Строительная физика
3.12.5.	Конструкции стен с двумя гибкими слоями...........361
3.13.	Ударный шум в перекрытиях..............................362
3.13.1.	Получение нормированного уровня ударного шума.....362
3.13.2.	Конструкции полов.................................367
3.13.3.	Предварительное определение оцененного
нормативного уровня ударного шума L\ WR...................368
3.14.	Стяжка.................................................371
3.14.1.	Виды стяжек.......................................371
3.14.2.	Мостики звука.....................................375
3.15.	Расчет перекрытий......................................376
3.15.1.	Подвесные потолки под массивными перекрытиями.....377
3.15.2.	Перекрытия по деревянным балкам...................378
3.15.3.	Эквивалентные оцененные величины звукоизоляции
от ударного шума под перекрытием L'n Weq и величины
звукоизоляции от воздушного шума перекрытий
по деревянным балкам......................................380
3.16.	Окна...................................................385
3.17.	Двери..................................................389
Масса дверного полотна....................................389
Уплотнение двойного фальца................................390
Нижнее примыкание.........................................390
Пространство между дверной коробкой и стеной..............391
Особо высокие требования..................................391
3.18.	Лестницы...............................................391
3.19.	Водопровод.............................................395
3.19.1.	Водопровод питьевой воды..........................395
3.19.2.	Трубопроводы канализации (водоотведение)..........396
3.19.3.	Санитарное оборудование...........................396
3.19.4.	Устройства отопления и климатизации...............397
3.20.	Определение общего уровня шума.........................405
3.20.1.	Многие одинаковые источники шума..................405
3.20.2.	Многие различные источники шума...................406
3.21.	Шумозащита в градостроительстве........................407
3.21.1.	Виды шума.........................................407
3.21.2.	Виды источников шума..............................408
3.21.3.	Шумозащитные стены................................411
Лесопосадки............................................416
3.22.	Удаление от источника шума.............................418
4.	Пожарная защита..........................................423
4.1.	Пожар — пожарная безопасность...........................423
4.2.	Классы строительных материалов..........................424
4.2.1.	Несгораемые строительные материалы.................424
4.2.2.	Сгораемые строительные материалы...................424
4.3.	Отдельные строительные материалы........................425
Дерево.................................................425
Сталь..................................................426
ЯISCJH о с
Теплоизопяция минераловатная
Во имя сохранения энергии
Уникальные свойства продукции ЗАО “ИЗОРОК”
теплопроводность
паропроницаемость
Экологическая
чистота
Подробнее смотри стр. 134
' (. JЧ ' Дирекция по сбыту и маркетингу: филиал ЗАО “ИЗОРОК”
Москва, Ленинградский пр-т, д. 37А, корп.14
Тел,:(095)258-06-58X59 факс: (095) 258-06-61
E-mail: msk@isoroc.ru	http://>vw...isoroc.ru
Строительная физика
Бетон.................................................426
Алюминий..............................................427
Стекло................................................427
Пластмассы............................................428
4.4.	Строительные конструкции..............................428
4.5.	Поведение строительных конструкций при пожаре.........429
4.5.1.	Классы огнестойкости.............................430
4.6.	Специальные строительные конструкции..................437
4.6.1.	Брандмауеры......................................437
4.6.2.	Огнезащитные заполнения проемов..................437
4.6.3.	Остекление.......................................438
4.6.4.	Вентиляционные короба, трубопроводы..............438
4.6.5.	Лестницы.........................................439
4.6.6.	Лестничные клетки................................439
4.6.7.	Коридоры.........................................440
4.6.8.	Пожарные отсеки..................................440
4.7.	Избранные примеры конструкций и их классы
огнестойкости по DIN 4102, часть 4..........................441
5.	Строительная химия.......................................448
5.1.	Задачи строительной химии.............................448
5.2.	Газы..................................................449
5.2.1.	Газы как причина повреждений.....................450
5.3.	Кислоты...............................................451
5.4.	Щелочи (основания)....................................452
5.5.	Число pH..............................................453
5.6.	Соли..................................................454
5.7.	Кругооборот извести...................................457
5.8.	Коррозия..............................................458
5.8.1.	Электрохимический ряд напряжений по Гальвани......460
5.9.	Нежелезные металлы.....................................461
5.10.	Вода как причина повреждений в строительстве.........462
5.10.1.	Вода, как средство для создания растворов.......462
5.10.2.	Вода как партнер в химических реакциях..........462
5.10.3.	Вода как средство транспорта....................463
5.10.4.	Вода как взрывной фактор........................463
5.10.5.	Вода как фактор нанесения ущерба..............  464
5.10.6.	Вода, как фактор, способствующий росту..........465
5.11.	Кислоты как причина повреждений......................465
5.11.1.	Происхождение кислот............................466
5.12.	Фактор повреждений — щелочи..........................468
5.12.1.	Происхождение щелочей...........................470
5.13.	Соли как фактор повреждений...........................	470
5.14.	Повреждающий фактор — микроорганизмы.................474
5.15.	Правила для избежания строительных повреждений.......475
Алфавитный указатель.......................................477
ПРЕДИСЛОВИЕ
С началом нефтяного кризиса 1973г. всем стало ясно, что разбазаривание
жидкого горючего не может продолжаться также как прежде. Щадящее рас-
ходование запасов горючего и уменьшение выбросов СО2 стало централь-
ным пунктом политики. Следствием явился выход на основе закона об эко-
номии энергии так называемых Норм теплозащиты, последнее новейшее
издание которых действует с 1.1.1995.
Ужесточенные требования к теплозащите не всегда остаются без послед-
ствий с точки зрения увлажнения. Слишком герметичные окна, непрофес-
сионально выполненные мероприятия по теплозащите обуславливают вне-
запно появляющиеся повреждения от влажности там, где до этого никаких
проблем не возникало. Следствием явилось то, что вслед за теплозащитой
потребовалось уделять все больше внимания влагозащите.
Выросшие транспортные потоки, более плотная застройка, повышен-
ные шумовые нагрузки на жильцов от радио, телевидения, громкоговори-
телей в последние годы сделали также и шумозащиту все большей заботой
проектировщиков и заказчиков.
Будучи ранее узкой областью немногих специалистов, сегодня эти три раз-
дела: теплозащита, влагозащита, шумозащита, которые считаются основными
разделами Строительной физики, становятся все большей ежедневной потреб-
ностью проектировщиков и производственников в области строительства.
Защита от пожаров, как четвертый раздел строительной физики, также
кратко рассмотрена в настоящей книге.
Нельзя было не привести в данной книге небольшой анализ современ-
ного состояния строительной химии. Только тот, кто имеет солидные зна-
ния в области строительной физики и строительной химии, в состоянии
успешно вести работы по санированию зданий.
Таким образом, эта книга обращена к тем, кто хочет познакомиться с
дисциплинами строительной физики и строительной химии, к тем, кто ин-
тересуется не только теоретическими вопросами, но и кто хочет использо-
вать и рассматривать различные конструкции с точки зрения строительной
физики. Полностью рассчитанные примеры беспроблемных и проблемных
случаев должны облегчить читателю понимание предмета.
Книга рассчитана на мастеров, техников, студентов технических коллед-
жей, технических вузов, технических Университетов, на преподавателей
ПТУ, архитекторов, инженеров, обучающих сотрудников на предприятиях
и, не в последнюю очередь, на организаторов семинаров по повышению
квалификации специалистов.
Автор приносит благодарность Д-ру естнаук Патрику Келлеру за про-
смотр главы по строительной химии.
В настоящем 3-м издании приняты обозначения для расчетных формул
по европейским и национальным Нормам, а также отчасти по проектам Норм.
Нойрид-Ихенхайм, Весна 2001
Вальтер Блези
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Книга немецкого ученого Вальтера Блези является попыткой совместить
вопросы проектирования ограждающих конструкций со сложнейшим ком-
плексом проблем строительной теплотехники, строительной акустики, зву-
коизоляции и пожарозащиты, а также строительной химии. В этом плане
она является одной из первых попыток создать комплексную методику про-
ектирования ограждающих конструкций, необходимость которой давно
назрела.
В настоящее время проектирование ограждающих конструкций, кото-
рому традиционно уделялось мало внимания, ведется как бы раздельно по
нескольким направлениям. Отдельно обеспечивается теплозащита ограж-
дающих конструкций для зимних и летних условий о отделяется их влажно-
стный режим за годовой цикл увлажнения и высыхания. Отдельно рассмат-
риваются вопросы звукоизоляции и пожарозащиты в основном для
внутренних ограждающих конструкций. При этом вопросы строительной
химии, как правило, вообще не рассматриваются. Аналогично ведется и
преподавание в области проектирования ограждающих конструкций. При
этом могут возникнуть, например, такие случаи, когда при дополнитель-
ном утеплении стен крупнопанельных зданий постройки 1970—1980-х го-
дов вдруг резко нарушается их звукоизоляция и т.п. Комплексный подход к
проектированию позволяет избежать таких явлений путем правильного под-
бора на стадии проектирования утеплителя и наружной отделки утепляе-
мых стен.
На первый взгляд, книга перегружена примерами. Однако их обилие в
конечном итоге становится ее достоинством, т.к. ей удобно пользоваться
как проектировщикам, получающим быстрый ответ на свои вопросы, так и
преподавателям и студентам архитектурных и строительных высших учеб-
ных заведений.
При пользовании книгой следует учитывать, что все примеры приводят-
ся для климатических условий Германии. Однако общие закономерности
остаются справедливыми и для климата России.
Особый интерес вызовет сравнение приведенных в книге нормативных
данных и методик с недавно вышедщими Нормами СНиП 23-02-2003 «Теп-
ловая защита зданий» и соответствующим Сводом Правил к ним, в кото-
рых регламентируется подобный подход к проектированию общей теплоза-
щиты по максимально допустимым теплопотерям здания в целом. Это дает
возможность воспитать осмысленный подход к вопросам теплозащиты зда-
ний и к учету вопросов строительной физики при их проектировании.
Книга предназначена для проектировщиков гражданских и промышлен-
ных зданий, а также для преподавателей и студентов архитектурных и стро-
ительных высших учебных заведений. Кроме того, она может быть исполь-
зована в системе повышения квалификации специалистов.
Профессор, кандидат технических наук,
академик Европейской Академии Наук и Искусств А.К.Соловъев
Пожарозащита
Способ по
частям
зданий
 {Л0ЭЛ8-.
Способ
энергети-
ческого
.бй'ЛЙНСЙ""
Влагозащита
1 .Теплозащита
1.1. Основы теплозащиты
1.1.1 .Задачи теплозащиты
1.	Понятие о комфорте в помещении.
Здание должно не только служить убежищем, но и создавать комфорт и
поддерживать здоровье.
Комфорт в помещении зависит от:
•	Температуры внутреннего воздуха: оптимально 20°С-22°С.
•	Температуры внутренних поверхностей стен, ограждающих помеще-
ние: минимум 16°С-18°С. В противном случае появляется ощущение
сквозняка.
•	Тепловой инерции (накопление тепла) стен, ограждающих помеще-
ния.
Барачный микроклимат: быстрый нагрев, быстрое охлаждение.
•	Температуры поверхности пола: оптимально 22°С—24°С.
•	Относительной влажности воздуха в помещении:
Нормально 50%—60%
<40% — сухость слизистой оболочки.
>60% — тепличный климат.
• Движение воздуха: максимально 0,2 м/с.
>0,2 м/с — ощущение сквозняка
• Деятельности человека: сидячая работа
подвижная работа.
2.	Задачи, имеющие конструктивные причины.
Напряжение вследствие влияния температуры ведут к повреждениям
строительных конструкций (Летом — температурное расширение: зимой
— уменьшение размеров).
3.	Задачи из условий экономии энергии.
Запросы людей возрастают, растет их жизненный уровень, сырьевые за-
пасы становятся дефицитными продуктами, то есть они невоспроизво-
димы, их запасы ограничены. Поэтому с сырьем следует обходиться эко-
номно.
4.	Задачи из условия защиты окружающей среды.
Сжигание жидкого топлива для отопительной цели и в качестве горюче-
го усиливает нагрузку на окружающую среду вредных газов и кислот.
S + О2 => SO2 + Н2О H2SO3
1. 7. Основы теплозащиты
S + О3 => SO3 + Н2О H2SO4
с + о2 => со2 4- н2о => н2со3
N + О2 => NO2 + Н2о H2NO3
Поэтому теплозащита — это защита окружающей среды.
Для снабжения энергией имеются многие источники:
1.1.2.	Источники тепла
1.	Солнце: Солнечная энергия
Солнечные коллекторы: Вода нагревается в
коллекторе и дает тепло потребителю воды.
Солнечные фотоэлементы: Кремневые фо-
тоэлементы преобразуют фотоэлектричес-
ким путем солнечную энергию в электричес-
кий ток.
2.	Вода: Тепловой насос: Вода-Вода.
Тепловая энергия отбирается у грунтовых
вод, речной или морской воды и использу-
ется для подогрева потребительской воды.
Или: Рекуперативное получение тепла из ка-
нализационной воды.
3.	Воздух: Тепловой насос: Воздух-Вода
Наружный воздух отсасывается, уплотняет-
ся в теплонасосе и таким образом отбирает-
ся тепловая энергия для нагрева потреби-
тельской воды.
4.	Земля: Тепловой насос: Земля-Вода.
Тепловая энергия отбирается в земле, при-
чем трубы укладываются в земле как при на-
польном отоплении.
5.	Грунт: Выращивание растений для получе-
ния горючего, например рапсовое масло.
6.	Ветер: Ветровые электростанции: производ-
ство электроэнергии
1.	Механические: тре-
ние
2.	Химические: уголь,
Нефть,
Газ.
3.	Электрические: ток.
4.	Атомные: ядерная
энергия
Температурные
шкалы
Цельсия Кельвин
1. Теплозащита
1.1.3. Факторы, влияющие на теплозащиту
1.	Солнцезащитные устройства, та-
кие, как
•	Маркизы
•	Солнезащитные крыши
•	Жалюзи (наружные наиболее
эффективны)
2.	Накопление тепла в ограждаю-
щих конструкциях, таких как
• Стены
• Потолки (полы)
Их влияние выражается в благо-
приятном соотношении амплитуд
температуры на их внешних и
внутренних поверхностях.
3.	Расположение отдельных слоев в
многослойных ограждающих
конструкциях — высыхание кон-
струкций в летние месяцы (пери-
од выпаривания влаги), тепловая
инерция и сдвиг по фазе темпе-
ратурных колебаний на поверхно-
сти конструкции.
4.	Общий коэффициент пропуска-
ния энергии окнами и прочими
светопрозрачными конструкция-
ми, такими, как
•	Наружные двери
•	Зимние сады
•	Прозрачная теплозащита
•	Стекла с металлическим на-
пылением (наружные стекла)
5.	Отношение площади окон и дру-
гих светопрозрачных конструк-
ций к площади поверхности на-
1.	Теплоизоляция ограждающих
конструкций, таких, как
• Стены
•	Перекрытия
•	Окна
•	Наружные двери
2.	Тепловая инерция ограждающих
конструкций, таких, как
• Стены
• Потолки (полы)
Для комфорта человека вблизи
стен а также для предотвращения
конденсата влаги тепловая инер-
ция конструкций имеет очень
важное значение.
3.	Расположение отдельных слоев в
многослойных ограждающих
конструкциях. Правильная пос-
ледовательность слоев изнутри —
наружу особенно важна. Образо-
вание конденсата внутри конст-
рукции.
4.	Общий коэффициент пропуска-
ния энергии окнами и прочими
светопрозрачными конструкция-
ми, такими, как
•	Наружные двери
•	Зимние сады
•	Прозрачная солнцезащита
•	Стекла с металлическим напы-
лением (внутренние стекла)
5.	Отношение площади окон и дру-
гих светопрозрачных конструк-
ций к площади поверхности на-
1.L Основы теплозащиты
ружных ограждающих конструк-
ций здания.
6.	Географическое положение зда-
ния:
•	Широта
•	Высота над уровнем моря
•	Условия облачности
7.	Ориентация окон и других све-
топрозрачных конструкций по
сторонам света. Различные солн-
цезащитные устройства в зависи-
мости от ориентации.
8.	Возможности вентиляции:
•	Принудительная вентиляция с
помощью вентиляционных ус-
тановок,
•	С помощью открывания окон
(через окна под углом друг к
ДРУГУ — наиболее эффектив-
но).
9.	Окраска наружных поверхностей
стен
•	Светлые поверхности отража-
ют тепловые лучи
•	Темные поверхности поглоща-
ют тепловые лучи.
ружных ограждающих конструк-
ций здания, (окна часто являют-
ся слабыми местами).
6.	Географическое положение зда-
ния:
•	Широта
•	Высота над уровнем моря
•	Условия облачности
•	Частота туманов
7.	Ориентация окон и других све-
топрозрачных конструкций по
сторонам света. Солнечные теп-
лопоступления различны в зави-
симости от ориентации.
8.	Воздухообмен:
•	Открывание окон и наружных
дверей, а также
•	Воздухопроницаемость окон и
дверей за счет швов и неплот-
ностей.
•	Воздухообмен с механическим
приводом вентиляционных ус-
тановок с-, или без рекупера-
ции тепла.
1.1.4. Теплопередача
Причиной того, что в помещении имеют место примерно одинаковые тем-
пературы, независимо от расположения источников тепла, или того что тем-
пература в помещении после отключения отопления понижается с различ-
ной скоростью, являются различные возможности передачи тепла.
1. Теплозащита
Теплопроводность
Передача тепла от молекулы к молекуле у жестких материалов.
Рис. 1.1. Гвоздь
становиться горячим
Рис. 1.2. Дерево не нагре-
вается.
Рис. 1.3.Спички воспламе-
няются на различных
металлах в различное время.
Теплопроводность выражается коэффициентом теплопроводности
Чем меньше величина Я^, тем лучше теплоизоляция.
Тепловые потоки и тепловая конвекция
Передача тепла вместе с потоком теплоносителя
Тепловой поток: В жидкостях
Тепловая конвекция: В воздухе (газах)
Рис. 1.4. Вода циркулирует
в трубке
Рис. 1.5. Воздух циркулирует от ото-
пительного прибора и к нему.
Принцип: Водяное отопление	Тогда как при теплопроводности моле-
кулы остаются на месте, при тепловом
потоке или конвекции тепло перено-
сится изменяющими свое положение
частичками вещества, имеющими оп-
ределенный тепловой потенциал.
Тепловая радиация
Тепловая энергия с помощью радиации может передаваться как через за-
полненное воздухом, так и через безвоздушное пространство. Тепловые лучи
имеют различные длины волн, и не связаны с материей. Поэтому они без
потерь могут пронизывать безвоздушное пространство (космос).
1.1. Основы теплозащиты
Поступающие на тело тепловые лучи частично поглощаются, частично
отражаются.
Эффект поглощения используется в солнечных коллекторах, причем
поверхность коллекторов окрашивается в черный цвет.
Отражение используется когда нужно задержать радиационное тепло в
помещении, как, например в: в случае покрытого отражающим слоем внут-
реннего стекла.
Снаружи
Рис. 1.6. В случае покрытого отражающим сло-
ем солнцезащитного наружного стекла. Покры-
тие внутри: тепло должно быть задержано в по-
мещении.
Внутри
Рис. 1.7. Покрытие наружного стекла: тепло дол-
жно не допускаться в помещение.
Напольное отопление:
Рис. 1.8. Аллюминиевая фольга: за отопитель-
ным прибором.
Под утеплителем мансарды
Рис. 1.9. Отопительная плоскость отдает тепло в
помещение.
Рис. 1.10. Тепло должно отражаться обратно в
помещение.
1. Теплозащита
1.2. Физические основы
1.2.1. Основные физические величины теплозащиты
1.	Количество тепла Q: единица Вт - с
Под количеством тепла Q (Вт • с) понимают такое количество энергии, ко-
торое может быть отдано или воспринято телом при тепловом потоке Q (Вт)
за секунду (1с).
Количество тепла: 1Дж=1Вт.с=1 Нм
Тепловой поток: 1Дж/с=1 Вт=1 Нм/с
Рис. 1.11.
2.	Теплопроводность Л
Л — маленькая греческая буква Л (произносится ламбда). Расчетная ве-
личина теплопроводности показывает количество тепла в Вт • с, которое
проходит в стационарном режиме (при постоянно работающем отоплении)
в 1 секунду через 1м2 слоя материала толщиной 1м, когда разница темпера-
тур на внешней и внутренней поверхностях слоя составляет 1 Кельвин
(1К=1°С).
Единица: Вт • с • м/с • м2-К=Вт/(м • К)
Чем больше Л, тем больше теплопроводность.
Чем меньше Л, тем лучше теплоизоляция.
Теплопроводность зависит от:
•	Плотности материала
Воздух имеет очень хорошие теплоизоляционные свойства (Л=0,02 Вт/
м-К). Материалы с малой плотностью имеют, как правило, много воз-
душных пор, которые улучшают их теплоизоляционные свойства.
•	Вида величины и распределения пор
Вид: круглые, шарообразные поры лучше, чем продолговатые.
Величина: много маленьких пор лучше, чем меньшее количество больших.
Распределение: равномерное распределение лучше, чем неравномерное.
1.2. Физические основы
Рис. 1.12.
термометр
Температура в
пробирке меньше
чем в корыте
Температура в
пробирке равна
температуре в корыте
• Влагосодержания материала
Оно зависит от:
•	Структуры материала (поры, строение)
•	Положения в конструкции (подход воздуха)
•	Климатические воздействия (внутри—снаружи)
Увлажнение ухудшает теплоизолирующую способность.
• Температура материала.
Молекулы теплых материалов более подвижны, чем молекулы холодных
материалов. Чем ниже температура материала, тем хуже теплопровод-
ность. Чтобы получить сравнимые значения DIN 4108 предписывает
определять теплопроводность при температуре +10°С.
3.	Коэффициент теплопередачи А* .
(Л — большая греческая буква Лямбда)
Коэффициент теплопередачи показывает, какое количество тепла (Вт*с)
в стационарном режиме проходит через 1м2 элемента однородной огражда-
ющей конструкции толщиной d (в м) за секунду, если разность температур
поверхностей конструкции составляет 1 Кельвин (1К= ГС).
Рис. 1.13.
7. Теплозащита
Единица: Z/J = Вт/м • К/м = Вт/м2 • К
4.	Сопротивление теплопередачи R.
Единица: R (м2- К/Вт).
Для оценки ограждающей конструкции является определяющим не то,
какое количество тепловой энергии она пропускает, а то, как велико ее со-
противление пропусканию тепла.
Чем больше сопротивление теплопередаче конструкции, тем лучше
ее теплоизолирующая способность.
Если конструкция состоит из нескольких слоев, то сопротивления теп-
лопередаче отдельных слоев могут складываться.
Толщина отдельного слоя
Rl ~----------------------------------
его коэффициент теплопроводности
(L d3 (L d„
^=_L + __2_ + _3_ + ...+_fL
Д ^2 Л3 Лп
5.	Коэффициент теплообмена А.
Коэффициент теплообмена h выражает количество тепла (в Вт • с) кото-
рое в секунду (С) обменивается между 1м2 поверхности твердого материала
и касающимся его воздухом, когда разница температур между воздухом и
поверхностью материала составляет 1К.
Тогда, как в строительной конструкции тепло передается вследствие теп-
лопроводности, на поверхностях стен теплопередача осуществляется за счет
радиации hs и конвекции Ак.
Так, например: зимой наружная стена внутри холоднее, чем внутренний
воздух, тогда, как поверхность стены снаружи теплее наружного воздуха.
Для стен справедливо:
С внутренней стороны: А.~ Ak+As - 4+4
А, - 8Вт/(м2К).
С наружней стороны: he ~	-13+10
Ае = 23Вт/(м2К).
Единица:	Вт • с/с • м2 К = Вт/(м2К).
Коэффициент теплообмена зависит от:
•	Температуры воздуха
•	Движения воздуха
•	Состояния и формы поверхности стены (гладкая, шероховатая)
По СНиП 11-3-79* обозначение а
1.2. Физические основы
•	Положения ограждающей конструкции (горизонтально — вертикаль-
но)
•	Конструктивного исполнения (однослойная — многослойная)
6.	Сопротивление теплообмену Rs.
Единица: 1/(Вт/м2К) = м2К/Вт.
7.	Общий коэффициент теплопередачи U (величина U).
Под общим коэффициентом теплопередачи понимается вся транспор-
тировка тепловой энергии от воздушного пространства через строительную
конструкцию и снова в соседнее воздушное пространство за ограждающей
конструкцией. В общий коэффициент теплопередачи наряду с коэффици-
ентом теплопередачи Л входят также коэффициенты теплообмена h. и hz (в
СНиП П-3-79* ави а). Общий коэффициент теплопередачи U(величинаU)
представляет собой важнейшую характеристику строительной физики в теп-
лозащите.
Чем меньше величина U, тем больше экономия энергии.
Для окон и других видов остекления даются сразу величины U.
8.	Общее сопротивление теплопередаче Я (в СНиП П-3-79* — R).
RT= —+R+—
Л, he
1	d.	d,	d.	d	1
	।	L_|_±__|_T_|	।	_
К__________________________________________А	Л	Л_4	he
R — сопротивление теплопередаче конструкции или термическое сопротив-
ление.
Единица: м2К/Вт.
Эту формулу обычно используют для расчета величины U ( Ат -> 1Д -»
величина U). Эту формулу используют также для получения распределения
температур внутри ограждающей конструкции.
1. Теплозащита
Рис. 1.14. Распределение температуры.
9.	Коэффициент удельной теплоемкости С
Под этим понимают количество тепла, которое необходимо для того,
чтобы поднять температуру материала массой 1 кг на 1 Кельвин (1К).
Единица: Вт • с/(кг • К) = Джоуль/(кг • К)
10.	Коэффициент теплопроницания Ь*
Коэффициент теплопроницания дает сведения о том, какое количество
тепла (Вт • с) может проникнуть в материал через 1м2 его поверхности так,
чтобы нагреть его на 1 К за время с0,5.
Единица: Дж/м2 • К • с0’5 = Вт • С/м2 • К • с0-5.
Л в Вт/м • К
р в кг/м3 *
с в Дж/кг - К
Большой коэффициент теплопроницания:
Много тепла проникает в единицу времени в материал и мало тепла ос-
тается для нагревания воздуха в помещении.
Следствие: Помещение нагревается медленно.
Маленький коэффициент теплопроницания:
Меньше тепла проникает в единицу времени в материал, при этом оста-
ется больше тепловой энергии для нагревания воздуха в помещении. Для
* В российской теплофизике и в СНиП П-3-79* аналогичная величина связана с
нестационарными условиями теплового режима и включает в себя круговую часто-
ту колебаний температуры на одной из поверхностей ограждающей конструкции.
Она называется коэффициентом теплоусвоения материала S (Вт/(м2- °C))
5 = рс, где z — период колебаний воздушной среды
1.2. Физические основы
теплоты полов, и, соответственно, для нагревания стен коэффициент теп-
лопроницания имеет решающее значение.
При одинаковой температуре бетонная поверхность ощущается более
прохладной, чем деревянная. Для полов этот эффект, вследствие непосред-
ствен! ю го контакта с телом человека, особенно заметен.
Таблица 1.1. Расчетные значения удельной теплоемкости с и коэффициента тепло-
проницания b
	с Дж/кг • К	b Дж/м2 *К*с0’5
Алюминий	800	20785
Сталь	400	13735
Бетон	1000	2240
Легкий бетон	1000	930
Цементная стяжка	1000	1670
Известковая штукатурка	1000	1250
Цементно-песчаный камень	1000	990
Стеновой кирпич	1000	900
Легкий многопустотный кирпич	1000	510
Газобетон	1000	340
Пробка	1700	160
Пенопласты	1500	35
Минерало-волокнистые материалы	1000	30
Дерево	2100	400
Материалы на основе древесины	2100	400
Воздух	1000	14
Вода	4200	1630
Например: Бетон b = 72,1-24004000 = 2245Дж/(м2  К• с0’5)
Дерево b = 70,13-600-2100 = 405Дж/(м2  К - с0’5)
11.	Теплонакопительная способность Q.
Теплонакопительная способность играет большую роль как для летней,
так и для зимней теплозащиты зданий.
Летом: Конструкции, ограждающие помещение, в течение дня накап-
ливают часть тепловой энергии и отдают её вечером и в ночные часы в ох-
1. Теплозащита
лаждающийся воздух помещения. Это позволяет избежать так называемого
«барачного» климата.
Теплонакопительная способность тем больше:
•	чем больше поверхностная плотность конструкции (в кг/м2)
•	чем больше разность температур между конструкцией и воздухом.
Зимой: Конструкции, ограждающие помещение в период работы отопле-
ния накапливают тепло и могут отдавать его в воздух помещения при отклю-
чении отопления. Кроме того, за счет теплонакопления достигается то, что
вблизи стен не возникает ощущение сквозняков и стена может излучать теп-
ло. Таким образом улучшается самочувствие человека вблизи стены.
Основное требование:
Наружные конструкции => высокая теплоизолирующая способность
Внутренние конструкции => высокая теплонакопительная способность.
=> надежная защита от воздушного шума.
Накапливаемая тепловая энергия определяется по формуле:
Q = т  с • А0	т в кг/м2
с в Дж/кг • К
А0 в °C или К
Единица: Дж/м2.
Пример:
Стена толщиной 24см из многопустотного кирпича р = 1200 кг/м3 имеет в
среднем температуру 14°С. Температура воздуха в помещении составляет
20°С.
Q= tri • с • А0
Q =1200 кг/м3 • 0,24м • ЮООДж/кг • К • 6К
Q= 1728000 Дж/м2.
Q = 0,48 кВт • час/м2.
1.2.2. Ощущение комфорта в помещении
Оно зависит от:
Температуры поверхностей стен.
Чувствует ли человек себя комфортно в помещении, зависит, наряду с уже
упомянутыми факторами, также и от теплового излучения поверхностей
ограждающих это помещение конструкций. Мы чувствуем себя комфорт-
но, с точки зрения температуры, в том случае, если внутренние поверхнос-
ти стен зимой не более, чем на 3°С ниже, а летом не более, чем на 3°С выше
температуры воздуха в помещении. Температура поверхностей стен зави-
сит от их сопротивления теплопередаче (А).
1.2. Физические основы
Температура в помещении в °C
Рис. 1.15. Трафик распределения комфортных температур в помещении.
Температура поверхности пола.
Для полов, вследствие непосредственного контакта с телом человека
через подошвы ног, справедливы другие значения. Для того, чтобы не отби-
рать у человека слишком много тепла, температура поверхности пола не
должна быть ниже 15—20°С. Здесь играет роль также продолжительность
пребывания человека в помещении. Оптимальной и приятной ощущает че-
ловек поверхность пола с температурой от 22°С до 24°С.
При напольном отоплении (теплые полы) температура поверхности пола
не должна быть выше 25—30°С.
Согласно рис. 1.16. температура пола 15°С ощущается еще приемлемой,
если пребывание человека в помещении длится до 3 часов. Затем пол ка-
жется уже прохладным, а через 3,8 часа — уже холодным.
Продолжительность пребывания в час
Рис. 1.16. Трафик распределения комфортных температур пола в зависимос-
ти от времени пребывания человека в помещении.
1. Теплозащита
Теплонакопительная способность стен*.
Теплонакопительная способность играет большую роль как для зимней,
так и для летней теплозащиты. Так как способность к накоплению очень
сильно зависит от плотности, то у тяжелых стен она лучше, чем у легких
конструкций. Зимой помещения с большой теплонакопительной способ-
ностью при отключении отопления охлаждаются не так быстро, летом из-
быточная энергия в дневное время может накапливаться для того, чтобы ее
отдать в воздух помещения в прохладные ночные часы.
Рис. 1.17. Теплонакопительная способность
1. Слой теплоизоляции внут-
ри - малая теплонакопи-
тельная способность.
2. Слой теплоизоляции сна-
ружи - большая теплонако-
пительная способность
снаружи
Относительная влажность воздуха.
Рисунок 1.18. показывает, что мы чувствуем себя некомфортно, когда
температура воздуха падает ниже — 17°С и, соответственно, когда она возра-
стает выше 26°С, независимо от относительной влажности воздуха. Далее
следует отметить, что с увеличением температуры воздуха мы ощущаем как
комфортные все меньшие значения относительной влажности.
Отношение амплитуд колебания температур TAV.
Температура наружного воздуха в течение суток (дневная и ночная фазы)
не постоянна. Колебания температуры влияют на распределение темпера-
тур внутри конструкции и на температуру воздуха внутри помещения. Ве-
личина TAV для конструкции может считаться хорошей, если колебание
температуры внутреннего воздуха меньше наружного, и если волна тепло-
вой энергии приходит вовнутрь со сдвигом по времени. Это возможно в том
случае, если конструкции, ограждающие помещение имеют хорошую теп-
лонакопительную способность. На рис. 1.19 показано, что максимальные
* В российской строительной теплотехнике аналогичную роль выполняет понятие
о массивности стены, характеризуемой величиной тепловой инерции D.
D = R- S, где R — сопротивление теплопередаче; 5 — коэффициент теплоусвое-
ния.
1.2. Физические основы
значения (амплитуда) колебаний температуры наружного воздуха во внут-
реннем воздухе гораздо меньше и энергетическая волна приходит в поме-
щение со сдвигом по времени (р.
Значение величины TAV особенно возрастает в летние месяцы
Температура воздуха в —►
помещении в °C
Рис. 1.18. Относительная влажность воздуха и ощущение комфорта
Рис. 1.19. Отношение амплитуд колебаний температур (h — час).
Качество воздуха.
Для качества воздуха определяющим является содержание углекислого
газа (СО2). Высокое содержание СО2 вызывает головную боль, ощущение
головокружения, возбуждение, рост давления крови.
1. Теплозащита
Очень высокие концентрации СО2, около 10%, которые встречаются в
погребах для брожения, ведут к смерти от отравления. Человек вдыхает в
час около 500л воздуха с содержанием СО2 около 0,03% от объема, а выды-
хает этот воздух уже с содержанием СО2 около 4% от объема. При этом он
потребляет в час около 33л О2 и вырабатывает около 25л СО2.
Количество СО2 в гигиенически безупречных жилых и рабочих помеще-
ниях должно не превышать 0,1% от объема воздуха. Чтобы поддерживать
эту величину в помещении на человека в час требуется около 30м3 наружно-
го воздуха, содержание СО2 в котором составляет около 0,03% от объема.
Движение воздуха.
Движение воздуха может происходить через неплотные места в оболоч-
ке здания (Плоскость крыши, щели в окнах, кожухи жалюзи), а также за
счет конвекции внутри здания. Если внутренние поверхности стен имеют
малые температуры, из-за большой разницы температур между воздухом в
помещении и поверхностью стены вблизи стены происходит конвекция,
которая ощущается человеком как сквозняк.
комфорта /помещение конструкци!
геплонакоп-
Рис. 1.20. От чего зависит комфорт в помещении.
1.3. Указания по теплозащите
1.2.3. Теплопотери различных типов домов
Приведенные значения имеют место в тех домах, к которым еще не предъяв-
лялись требования современного законодательства по теплозащите.
Рядовая секция дома блокированного типа
32% за счет работы отопления
15% - через крышу
15% - через стены
Отдельностоящий
односемейный
дом
19% - через стекло
и рамы
12% - через неплот-
ности окон и за счет
вентиляции (про-
ветривания)
31% - через окна
20% - через
стекло и рамы
8% - через неплотности
окон и за счет вентиля-
ции (проветривания)
Бунгало угловой тип в плане 28% “ через окна
7% - через
подвал
32% за счет
работы
отопления
16% - через
крышу
18% -
через
стены
6% - через
подвал
сти окон и за счет вен-
тиляции (проветрива-
ния)
26% - через окна
Рис. 1. 21. Теплопотери через различные части здания в зависимости от типа
дома
1. Теплозащита
1.3. Указания по теплозащите
Нормы ФРГ DIN 4108 по строительной теплотехнике
•	учитывают только строительно-физические величины.
•	требуют минимально-допустимые значения сопротивления теплопередаче R.
•	наружных стен
•	стен лестничных клеток
•	перекрытий над подвалами
•	перекрытий, отделяющих помещения для пребывания людей от на-
ружного воздуха.
•	требуют минимально-допустимые значения R и максимально допусти-
мые значения U в наиболее неблагоприятных местах перекрытий, на-
пример в местах опирания сборных балок перекрытий на стены.
•	требуют минимально допустимые значения R в легких конструкциях с
поверхностной плотностью ниже 100 кг/м2.
•	требуют указать слабые места с точки зрения строительной физики.
•	защищают строительные материалы и строительные конструкции от
слишком больших температурных напряжений (=напряжений вслед-
ствие повышения или соответственно понижения температуры).
Метод по ограждающим конструкциям (поэлементный)
•	Требует обеспечения минимальных коэффициентов теплопередачи (ве-
личин X*) для определенных ограждающих конструкций, таких, как:
•	Наружные стены
•	Окна
•	Перекрытия
•	Крыши
•	Перекрытия над подвалами
•	Требует указать слабые с точки зрения теплофизики места.
* В СНиП 11-4-79* обозначение а. Выше в книге — обозначение U.
1.3. Указания по теплозащите 33
Метод энергетического баланса.
•	Требует, чтобы не была превышена максимально допустимая потребность
в энергии на отопление в год в зависимости от отношения площади теп-
лопроводящих частей здания к объему отапливаемого здания.
•	в: кВт • ч на м3 отапливаемого объема здания в год (кВт • ч/м3 • год)
или
•	в: кВт • ч на м2 полезной площади здания в год (кВт • ч/м2 • год)
Два варианта.
1. Учет солнечных теплопоступлений в среднем эквивалентном значении
величины U окна.
При этом годовая потребность в энергии на отопление определяется по
формуле:
Сн = 0Ж + Сь)-С1
Учет окон при получении QT
U -А
m, eq, F F
2. Раздельное определение солнечных теплопоступлений Qs.
Годовой расход тепловой энергии на отопление определяется по форму-
ле:
CH = ^(CT + CL)-CI-CS
Учет окон при получении QT
Ur-A/
Руководство по использованию норм по теплозащите
Законодательство по теплозащите (WSchVO) должно применяться в следу-
ющих случаях:
1-	В зданиях с нормальными внутренними температурами, таких, как жи-
лые здания, здания бюро, управлений, школы, больницы, рестораны.
2.	Производственные здания с внутренними температурами минимум
+19°С.
3.	Здания для спортивных занятий, соревнований и собраний с внутрен-
ними температурами минимум +15°С и отопительным периодом не ме-
нее 3 месяцев в год.
4.	В зданиях подлежащих реконструкции или строительным изменениям.
* Здесь — средняя эквивалентная величина U окна, AF — площадь окна, UF —
величина U окна без учета теплопоступлений.
1. Теплозащита
1.3-	1. Указания по теплозащите по DIN 4108
(Нормы ФРГ)
Расчетные значения коэффициентов тепловосприятия и теплоотдачи и со-
ответственно величин сопротивлений тепловосприятию и теплоотдаче по
DIN 4108.
№№ п/п	Ограждающая конструкция3*	Коэффициент теплопередачи		Сопротивление теплопередаче	
1	Наружная стена (за исключением упомянутых в строке 2.	8	23	0,13	0,04
2	Наружняя стена с вентилируемой воздушной прослойкой перед утеплителем1*, торцовая стена неутепленного чердака.	8	12	0,13	0,08
3	Межквартирные стены, внутренние стены лестничных клеток, стены между рабочими помещениями разных учреждений, перегородки отделяющие отапли- ваемое помещение от длительно неотапливаемого, торцовые стены отапливаемых мансард.	8	3)	0,13	3)
4	Стены, входящие в землю, например, цокольные.	8	оо	0,13	0
5	Перекрытие или утепленная наклонная крыша, отделяющая отапливаемое помещение от наружного воздуха.	8	23	0,13	0,04
6	Перекрытие над неотделанным чердаком или под вентилируемы- ми пространствами (например, вентилируемыми застрехами крыши).	8	12	0,13	0,08
7	Перекрытия, разделяющие квартиры или рабочие помеще- ния разных учреждений. 7.1 Тепловой поток снизу вверх. 7.2 Тепловой поток сверху вниз.	10 6	3) 3)	0,10 0,17	3) 3)
8	Перекрытия над подвалами.		3)		3)
9	Перекрытие разделяющее жилое помещение и наружный воздух снизу.	6	23	0,17	0,04
10	Пол первого этажа на земле.	6	оо	0,17	0
Номера строчек в таблице соответствуют номерам на рисунках.
1.3. Указания по теплозащите
Примечания:
1.	Для многослойных кладок с воздушной прослойкой по DIN 1053 дей-
ствительна строчка 1.
2.	Эти значения следует применять также при расчете сопротивления теп-
лопередаче RT у панелей каркасно-панельных зданий с воздушной про-
слойкой по DIN 4108.
3.	При расположенных внутри здания ограждающих конструкциях следу-
ет принимать коэффициенты теплообмена одинаковыми для обеих сто-
рон конструкции.
Основой указаний по DIN являются таблицы стр. 33-36. Требования DIN
4108 считается выполненными в том случае, если для отдельных конструкций
значения сопротивления теплопередаче R не ниже указанных в таблицах.
не учитывается
Рис.1.22. Коэффициенты тепловоспри-
ятия и теплоотдачи. Номера на рисунках
соответствуют номерам строчек в табли-
це.
10
1. Теплозащита
Минимальные значения сопротивлений теплопередаче ограждающих
конструкций по DIN 4108
Строка	Ограждающая конструкция			Сопротивле- ние теплопе- редаче R в м2-К/Вт
		Строка		
1	Наружные стены, стены эксплуатируемых поме- щений, отделяющие их от помещений в земле, проездов, открытых подъездов, гаражей, от земли.			1,2
2	Стены между помеще- ниями разных хозяев, межквартирные стены.			0,07
3	Стены лестничных клеток.	3.1	На лестничные клетки с температурой значи- тельно ниже темпера- туры в помещениях (0<1О°С)	0,25
		3.2	На лестничные клетки с температурой 0 > 10°С, как например в админи- стративных-зданиях, магазинах, учебных зданиях, отелях, ресто- ранах и жилых зданиях.	0,07
4	Перекрытия между жи- лыми этажами, разделя- ющие квартиры, пере- крытия между рабочими помещениями, принад- лежащими разным хозя- евам, перекрытия под помещениями между складами крыш и стена- ми мансарды.	4.1	Везде	0,35
		4.2	В административных зданиях с центральным отоплением	0,17
5	Нижняя граница зданий без подвалов с постоян- ными пребыванием людей.	5.1	Пол по грунту при глу- бине помещения до 5м.	0,90
		5.2	Перекрытие над невен- тилируемым подпольем	0,90
1.3. Указания по теплозащите
Строка	Ограждающая конструкция			Сопротивле- ние теплопе- редаче R в м2-К/Вт
		Строка		
6	Чердачные перекрытия в случае холодных чер- даков: перекрытия под полупроходными или еще более низкими по- мещениями; перекры- тия между вентилируе- мыми застрехами кровель и вертикальны- ми стенками мансард, утепленные скатные кровли мансард.			0,90
7	Перекрытия над подва- лами, над закрытыми неотапливаемыми там- бурами и Т.П.			0,90
8	Перекрытия и крыши, которые отделяют эксплуатируемые поме- щения от наружного воздуха.	8.1	Над гаражами (в т.ч. неотапливаемыми), проездами и вентилиру- емыми полупроходными подпольями.	1,75
		8.2	Под крышами, пере- крытиями под терраса- ми, крыши переверну- того типа.	1,2
Минимальные значения этой таблицы действительны для всех огражда-
ющих конструкций с поверхностной массой минимум 100 кг/м2 и темпера-
туры в помещении минимум 19°С. Минимальные значения действительны
также для наиболее неблагоприятных мест.
Требования к отдельным строительным конструкциям.
• Стены:
У ниш, подоконников, оконных откосов, кожухов свертывающихся жа-
люзи значения должны быть выдержаны. В многослойных наружных
стенах с воздушной прослойкой изолирующая способность воздушной
прослойки и наружной оболочки стены (мин. <1=90мм) может рассчиты-
ваться вместе. Это относится также к деревянным конструкциям с об-
кладкой кирпичем и с воздушной прослойкой перед кирпичной обли-
цовкой. Здания с температурой внутреннего воздуха 12°С<0 <19°С
1. Теплозащита
должны иметь сопротивление теплопередаче конструкций минимум к
= 0,55 м2-К/Вт.
•	Легкие ограждающие конструкции:
Для наружных стен, чердачных перекрытий в холодных чердаках и для
крыш с поверхностной общей массой менее 100 кг/м2 требуется большая
теплозащита R > 1,75 м2 • K/Вт. В рамных и каркасных сооружениях эта
значения справедливы только вблизи перегородок. Для всей ограждаю-
щей конструкции в среднем эта величина должна составлять 1,0 м2-К/Вт.
•	Ограждающие конструкции с утеплителем:
При расчетах сопротивления температур R учитываются только слои
расположенные вовнутрь от утеплителя, включая утеплитель.
Исключение: Крыши перевернутого типа. В этом случае величина Uдол-
жна быть увеличена на 0,05Вт/м2 • К Для легких конструкций основа-
ния крыши мансарды или внутренней оболочки стены с поверхностной
массой менее 250 кг/м2 сопротивление теплопередаче под утеплителем
должно составлять не менее 0,15 м2 - K/Вт. При утеплении по периметру
(=наружное утепление цоколя здания у земли) слой утеплителя с внеш-
ней стороны гидроизоляции входит в расчет* .
•	Перекрытия:
Если перекрытия под неотделанными чердаками выполняют требова-
ния согласно строки 6, то теплозащита крыши не требуется.
•	Полы, плиты полов:
В строительных конструкциях, граничащих с грунтом учитываются толь-
ко те слои, которые расположены выше гидроизоляции. При утеплении
цоколя по периметру утеплитель учитывается при расчетах.
•	Окна/ остекленные двери:
Выходящие наружу окна и двери в отапливаемых помещениях необхо-
димо остеклять изоляционным (стеклопакеты) или двойным остеклени-
ем. Непрозрачная часть заполнения окон и дверей, которая составляет
по площади менее 50% площади всего окна или двери, должна удовлет-
ворять требованиям, приведенным в таблице.
•	Стеклянные пристройки:
При наличие стеклянных пристроек стены, отделяющие их от основного
здания, должны выполнять требования по минимальной теплозащите.
•	Вертикальные стенки между скатами кровли и мансардой:
В случае эксплуатируемых чердаков (мансарды) с вертикальными стен-
ками между скатами крыши и помещением мансарды скаты крыши дол-
жны быть утеплены до самого карниза.
* Если по нему устраивается дополнительная гидроизоляция, или он выполнен из
материала с закрытыми порами.
1.3. Указания по теплозащите 39
Определение общего коэффициента теплопередачи U и
соответствующего общего сопротивления теплопередаче R
вблизи балок рядом с вентилируемыми воздушными прослойками
В случае сечений с воздушными прослойками для расчета общего коэффи-
циента теплопередачи (величины U) и соответствующего общего сопротив-
ления теплопередаче R вблизи ребер из другого материала необходимо при-
нимать в расчет те участки конструкций, которые показаны на рис. 1.23 в
зависимости от устройства слоя утеплителя.
Рис. 1.23. Устройство
слоя утеплителя
1.3.2. Среднее значение величины U
Ограждающая конструкция часто состоит из частей с различными коэффи-
циентами теплопередачи.
Стена: плоскость стены — ниша — откос.
Крыша: стропильные ноги — пространство между стропильными нога-
ми.
i —	-lb; Аз	•	।
U,;A, Окно
Рис. 1.24. Среднее значение вели-
чины U
Среднее значение величины Uтаких ограждающих конструкций рассчи-
тывается по формуле:
Д + А2 + А3+... + Ап
Если требуется рассчитать среднее значение величины Uбалочного чер-
дачного перекрытия с балками и межбалочным заполнением, то можно вме-
сто площадей нижних плоскостей балок и межбалочного заполнения при-
менять в расчетах только их ширину, т.к. длина этих элементов одинакова.
1. Теплозащита
Рис. 1.25. Средняя величина U
Средняя величина V рассчитывается в этом случае следующим образом:
ц _	^2 ' ^2
т~	ь.+ь2
Таблица 1.2. Расчетные значения сопротивлений теплопередаче R воздушных про-
слоек °.
Положение воздушной прослойки	Толщина воздушной прослойки, мм	Сопротивление теплопередаче 1?, м2- К/Вт
Вертикальная	10-20	0,14
	>20 до 500	0,17
Горизонтальная	10-500	0,17
^Значения справедливы для воздушных прослоек, которые не связаны с наружным
воздухом, и для воздушных прослоек в многослойных кирпичных стенах по DIN
1053, часть 1. По DIN 1053 кладка стены считается многослойной, если наружный
слой имеет толщину не менее 90 мм. В этих случаях воздушная прослойка может
быть введена в расчет.
При меньшей толщине наружный слой считается облицовкой по DIN 1053, при
котором воздушная прослойка в расчет не принимается.
1.3.3. Общий энергетический коэффициент
пропускания д
Окна и остекленные двери являются светопрозрачными конструкциями. Так
как они пропускают свет, они пропускают также и тепло в особенности в
форме теплового излучения.
Пропускание энергии оценивается энергетическим коэффициентом про-
пускания g. Так, например, энергетический коэффициент пропускания рав-
ный 0,7 означает, что через окно проходит 70% падающей на него энергии.
Низкие коэффициенты энергетического пропускания требуются:
Летом: снаружи — во внутрь;
Этим должен предотвращаться перегрев воздуха в помещении.
Зимой: изнутри — наружу;
Этим должны предотвращаться слишком большие теплопотери.
Это достигается с помощью:
1.3. Указания по теплозащите
Летом:
•	Установки солнцезащитных устройств таких, как маркизы, жалюзи, сол-
нцезащитные перголы и навесы;
•	Нанесением отражающего слоя на наружное стекло со стороны межсте-
кольного пространства.
Рис. 1.26. Нанесение отра-
жающего слоя снаружи
Зимой:
•	нанесение отражающего слоя на внутреннее стекло со стороны межсте-
кольного пространства.
Рис. 1.27. Нанесение отра-
жающего слоя изнутри
С помощью нанесения отражающего слоя большая часть поступающей
тепловой энергии будет отбрасываться обратно в помещения, т.е. будет от-
ражена и останется в воздухе помещения.
Таблица 1.3. Общий энергетический коэффициент пропускания g
Строка		Остекление	g
1	1.1	Двойное остекление из обычного оконного стекла	0,8
	1.2	Тройное остекление из обычного оконного стекла	0,7
2		Стеклоблоки	0,6
3		Многослойное остекление со специальными стеклами (теплозащитные, солнезащитные стекла п)	0,2 до 0,8
° Общие энергетические коэффициенты пропускания g специальных стекол могут
быть различны в зависимости от окраски, напыления или обработки поверхнос-
1. Теплозащита
Нанесение отражающего слоя на наружное стекло происходит тогда,
когда необходимо обеспечить защиту от слишком сильного солнечного об-
лучения. Нанесение такого слоя на внутреннее стекло необходимо тогда
когда требуется пропускать тепловое излучение снаружи, но отбрасывать
тепло внутреннего пространства обратно в помещение.
Таблица 1.4. Коэффициенты, учитывающие уменьшения поступления тепловой энер-
гии в помещение за счет стационарных солнцезащитных устройств (СЗУ)1*.
Строка		Наличие СЗУ	Понижающий коэффициент Fc
1		Без СЗУ.	1,0
2		Внутренние или расположенные между стеклами2).	
	2.1	Белые или отражающие поверхности с малым светопропусканием3).	0,75
	2.2	Светло-окрашенные с малым светопропусканием 3).	0,80
	2.3	Темная окраска с большим пропусканием3).	0,90
3		Наружние	
	3.1	Жалюзи, а также материалы с низким светопропусканием	0,25
	3.2	Жалюзи, а также материалы с высоким светопропусканием 3).	0,40
4		Козырьки, лоджии	0,50
5		Маркизы, обычные	0,50
° Солнцезащитное устройство должно быть стационарным, те. прочно смонтиро-
ванным. Декоративные занавески не считаются солнцезащитными устройствами.
2)	В зависимости от типа СЗУ рекомендуется более точное определение действия
этого устройства, т.к. могут быть и более низкие значения. При отсутствии более
точных сведений следует применять менее выгодные значения.
3)	Светопропускание СЗУ ниже 10% считается малым, а выше 30%, высоким.
Таблица 1.5. Расчетные значения коэффициентов теплопередачи для остекления t7v,
а также окон и остекленных дверей включая оконные рамы Ur
Строка	Вцд и описание остекления	Остек- ление Uv Вт/м2-К	Окна и двери с окнами, включая рамы CF для группы материалов рам2). Вт/м2-К				
1	Обычное стекло		1	2,1	2,2	2,3	3
1.1	Обычное остекление		5,8			5,2	
1.3. Указания по теплозащите
Таблица 1.5. Продолжение
Строка	Вид и описание остекления	Остек- ление ° и? Вт/м2К	Окна и двери с окнами, включая рамы для группы материалов рам2>. Вт/м2-К				
1.2	Стеклопакет однокамер- ный с воздушной прос- лойкой от 6 до 8мм	3,4	2,9	3,2	3,3	3,6	4,1
1.3	То же от 8 до 10мм	3,2	2,8	3,0	3,2	3,4	4,0
1.4	То же от 10 до 16мм	3,0	2,6	2,9	3,1	3,3	3,8
1.5	Стеклопакет двухкамер- ный с воздушными прос- лойками от 6 до 8мм	2,4	2,2	2,5	2,6	2,9	3,4
1.6	То же от 8 до 10мм	2,2	2,1	2,3	2,5	2,7	3,3
1.7	То же от 10 до 16мм	2,1	2,0	2,3	2,4	2,7	3,2
1.8	Двойное остекление с расстоянием между стеклами 20-100мм	2,8	2,5	2,7	2,9	3,2	3,7
1.9	Двойное остекление из обычного стекла и одно- камерного стеклопакета (воздушная прослойка 10-16мм) с расстоянием между стеклом и стекло- пакетом 20-100мм	2,0	1,9	2,2	2,4	2,6	3,1
1.10	Двойное остекление из двух стеклопакетов (однокамерных) (воздуш- ная прослойка от 10 до 16 мм) с расстоянием между стеклопакетами от 20-100мм	1,4	1,5	1,8	1,9	2,2	2,7
2	При применении специальных стекол						
2.1	Коэффициенты теплопе-	3,0	2,6	2,9	3,1	3,3	3,8
2.2	редачи Uv для специаль-	2,9	2,5	2,8	3,0	3,2	3,8
2.3	ных стекол установлены	2,8	2,5	2,7	2,9	3,2	3,7
2.4	на основе данных испы-	2,7	2,4	2,7	2,9	3,1	3,6
2.5	таний признанных	2,6	2,3	2,6	2,8	3,0	3,6
2.6	лабораторий.	2,5	2,3	2,5	2,7	3,0	3,5
2.7		2,4	2,2	2,5	2,6	2,9	3,4
2.8		2,3	2,1	2,4	2,6	2,8	3,4
2.9		2,2	2,1	2,3	2,5	2,7	3,3
2.10		2,1	2,0	2,3	2,4	2,7	3,2
2.11		2,0	1,9	2,2	2,4	2,6	3,1
2.12		1,9	1,8	2,1	2,3	2,5	3,1
Z. Теплозащита
Таблица 1.5. Продолжение
Строка	Вид и описание остекления	Остек- ление !) Вт/м2К	Окна и двери с окнами, включая рамы Ц, для группы материалов рам2). Вт/м2К				
2.13		1,8	1,8	2,0	2,2	2,5	3,0
2.14		1,7	1,7	2,0	2,2	2,4	2,9
2.15		1,6	1,6	1,9	2,1	2,3	2,9
2.16		1,5	1,6	1,8	2,0	2,3	2,8
2.17		1,4	1,5	1,8	1,9	2,2	2,7
2.18		1,3	1,4	1,7	1,9	2,1	2,7
2.19		1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,6
2.20		1,1	1,3	1,6	1,7	2,0	2,5
2.2]		1,0	1,2	1,5	1,7	1,9	2,4
3	Стена из стеклоблоков.						3,5
° В случае окон, у которых площади переплетов, составляют не более 5% от площа-
ди проема (например витрины) можно применять в качестве коэффициента тепло-
передачи UF коэффициент Uv (одного остекления без учета переплетов).
2) Подразделение оконных рам по группам материалов 1-3 следует производить сле-
дующим образом:
Группа 1: Окна с рамами из дерева, пластика и комбинации древесины (напри-
мер деревянные рамы с аллюминевым покрытием); Рамы с UR< 2,0
Вт/м2 - К.
Группа 2.1: Окно с рамами из теплоизолированных металлических или бетонных
профилей; рамы с 2,0 < Up< 2,8 Вт/м2-К.
Группа 2.2: То же при 2,8 < UR< 3,5 Вт/м2 • К.
Группа 2.3: То же при 3,5 < £^<4,5 Вт/м2 • К.
Группа 3: Окна с рамами из бетона, стали и аллюминия с £/R>4,5 Вт/м2-К.
1.4.	Указания норм по теплозащите
1.4.1.	Метод по ограждающим конструкциям
(поэлементный)
При использовании этого метода необходимо показать, что общие коэф-
фициенты теплопередачи (величины U) приведенных в таблице 1 огражда-
ющих конструкций не превышается. Таким образом, метод по ограждаю-
щим конструкциям сводится к определению трансмиссионных теплопотерь
(теплопотерь через ограждающие конструкции). Теплопотери за счет про-
ветривания (вентиляции) и внутренние теплопоступления при этом не учи-
тываются. Метод может применяться в жилых зданиях
<	2 полных этажей
<	3 квартир
поэтому он применим для большинства одно- и двухсемейных домов.
1.4. Указания норм по теплозащите
В этом методе солнечные теплопоступления через окна и окна в двер-
ных проемах не показываются отдельно, а учитываются в эквивалентной
величине Vдля окон, tfmeqF.
Величина f7meqF означает, что при учете ориентации окна и соответству-
ющих теплопоступлениях все окна можно сравнивать по их величине U.
В величине Um eq F кроме ориентации учитывается также величина отдель-
ных окон.
Таблица 1.6. Допустимые коэффициенты теплопередачи для отдельных наружных
ограждающих конструкций в малых зданиях: < 2 полных этажей; < 3 квартир
Строка	Ограждающая конструкция	Макс.коэффициент теплопередачи U в Вт/м2- К
1	Наружные стены	^<0,50»
2	Окна и двери с окнами, а также окна в мансардах	и -«ОДО2»
3	Перекрытия под неотделанными (неота- пливаемыми чердаками и покрытия и перекрытия включая откосы крыш), которые отделяют помещения от наружного воздуха сверху или снизу	rD<0,22
4	Перекрытия над подвалами, стены и перекрытия, отделяющие неотапли- ваемые помещения, а также перекрытия над подпольями и цокольные стены	Uc<0,35
Требование считается выполненным, если кладка имеет толщину d = 36,5см и
Л= 0,21 Вт/м • К.
Средний эквивалентный коэффициент теплопередачи C^eqF соответствует одно-
му, усредненному по всем окнам и дверям с окнами, коэффициенту, причем сол-
нечные теплопоступления взяты с учетом ориентации этих светопроемов.
г j	_ ^eqFS ' ^FS eqFO ' ^FO eqFW ‘ ^FW ~^^eqFN
U meqF ~
4
* В этой формуле индексы S,O,W,N означают ориентации Юг, Восток, Запад, Се-
веР, (eq — эквивалентный, m — средний, F — окно).
I. Теплозащита
никаких рекомендаций
Рис. 1.28. Соответствующие величины U.
1.4.2.	Метод энергетического баланса
Как видно из названия метода, он должен показать, что в год (по латыни
год — annus) не превышается определенная величина энергии, которую не-
обходимо затратить на отопление. Значения величин Uотдельных элемен-
тов могут не соответствовать нормативным. Проектировщик сам может оп-
ределять, какие ограждающие конструкции (наружные стены, окна,
перекрытия, крыша) будут наиболее энергоэкономично утеплены. Ему даже
разрешается выбирать, как он будет экономить энергию: за счет теплопере-
дачи через конструкции или за счет потребностей в тепле при вентиляции
помещений. Годовая потребность в тепловой энергии на отопление может
быть определена из расчета на 1м3 объема сооружения^ F) или на 1м2 полез-
ной площади t4n.
Q'= —	q’=Ql
" V	an
Единица: кВт • ч/м3тод Единица: кВт • ч/м2-год
Для зданий с высотой этажа в свету не более 2,60 м можно считать, что:
= 0,32 • V Единица: м2
Так как потребность в тепловой энергии зависит не только от отаплива-
емых объемов сооружения, но и от площади их теплопередающих конст-
L4. Указания норм по теплозащите
рукций, то в расчеты вводится также отношения площади наружных ограж-
дающих конструкций А к отапливаемому объему здания К
Компактные, кубические формы здания с точки зрения теплоэнергети-
ки более предпочтительны, чем вытянутые длинные или расчлененные фор-
мы.
Метод энергетического баланса можно применять всегда, однако он яв-
ляются обязательным для зданий выше 2-х полных этажей или имеющих 3
и более квартиры.
Таблица 1.7. Максимальные значения годового энегропотребления на отопление,
отнесенные к отапливаемому объему здания Кили к полезной площади^, в зависи-
мости от отопления А/ V.
A/V в м'1	Максимальное годовое энергопотребление	
	<2'Н” отнесенное к V в кВт • ч/м3 • год	Сн2’ отнесенное kJn кВт • ч/м2 • год
0,2	17,3	54,0
0,3	19,0	59,4
0,4	20,7	64,8
0,5	22,5	70,2
0,6	24,2	75,6
0,7	25,9	81,1
0,8	27,7	86,5
0,9	29,4	91,9
1,0	31,1	97,3
>1,05	32,0	100
Промежуточные значения получаются с помощью следующих уравне-
ний:
1)	С’н = 17,32 • A/V+ 13,82 кВт • ч/м3 • год
2)	С"н = С’н/0,32 кВт-ч/м3-год
А - площадь наружных ограждающих конструкций отапливаемого зда-
ния со всех сторон.
V— отапливаемый объем здания
Как Л, так и Vопределяется по наружным размерам включая слои теп-
лоизоляции.
1.4.2.1.	Годовая потребность в тепловой энергии Qh
при отдельном определении солнечных теплопоступлений
Сн = 0,9(Ст + 0L) - Oj - Qs Единицы кВт  ч/год
1. Теплозащита
0,9 — коэффициент, учитывающий то, что не все отапливаемые поме-
щения используются и вентилируются одновременно.
QT — потребность в тепловой энергии на возмещение теплопотерь за счет
теплопередачи через ограждающие конструкции в наружный воздух или в
грунт. Потребность в тепле на восполнение теплопотерь за счет теплопере-
дачи включает учет теплопроводности, тепловой радиации и конвекции.
Ql — потребность в тепловой энергии в кВт • ч/год на восполнение теп-
лопотерь, сопровождающих воздухообмен через открытые окна, неплотно-
сти в окнах, через наружные двери, а также через приточные и вытяжные
вентиляционные устройства.
Q — внутренние теплопоступления в кВт • ч/год за счет использования
машин и приборов, искусственного освещения, а также за счет тепловыде-
ления людей.
Qs — солнечные теплопоступления в кВт • ч/год за счет солнечного облу-
чения выходящих наружу светопрозрачных ограждающих конструкций, та-
ких, как окна и остекленные двери.
1.4.2.2.	Потребность в тепловой энергии на возмещение
теплопотерь за счет теплопередачи через ограждающие
конструкции QT
Единица: кВт - ч/год
При отдельном учете солнечных теплопоступлений такая потребность в
тепловой энергии определяется по формуле:
= 84( Uw •	+ UF • Af + 0,8 • UD • 4 + 0,5  UG • AG +	• ADL + 0,5  U№ 
Aw— площадь наружных стен, в мансардном этаже сюда включаются
площади вертикальных стенок, отделяющих помещение от скатов кровли;
(между ними образуется неотапливаемое неутепленное пространство).
Длина определяется по всем направлениям и по наружным размерам зда-
ния, включая внешние оболочки и воздушные прослойки.
В качестве высоты следует принимать:
-	При наличии отапливаемого подвала и мансардного этажа:
от нижней поверхности (UK) плиты пола подвала до верхней поверх-
ности (ОК) кровли.
-	При неотапливаемом подвале и неотапливаемом чердаке:
от UK плиты перекрытия над подвалом до ОК перекрытия верхнего
этажа.
Ас — площадь ограждающих конструкций здания в грунте, если они не
граничат с наружным воздухом. Она определяется по наружным размерам
здания.
Считается площадь пола на земле или, в случае неотапливаемых подва-
лов, — перекрытия над подвалом.
1.4. Указания норм по теплозащите
Рис. 1.29. Соответствующие высоты и площади.
Если подвалы отапливаются, то при определении Ас наряду с площадью
AG в подвале следует учитывать также площадь стен, соприкасающихся с
грунтом в тех местах, где нет подвала.
Af— площадь светопроемов (окон, остекления в дверях, окон в мансар-
дах) которые определяют отапливаемые помещения от наружного воздуха.
Она определяется по размерам проемов «в свету».
Ad— граничащая с наружным воздухом площадь утепленной крыши или
чердачного перекрытия (в случае холодных чердаков).
/4dl— площадь перекрытий над неотапливаемыми подвалами и проезда-
ми.
ЛАВ — для ограждающих конструкций отделяющих отапливаемые поме-
щения от помещений с значительно более низкими температурами, как
например лестничные клетки, склады.
Цу’ ^F’ ^D’ ^G’ ^DL’ ^АВ — величины U соответствующих ограждающих
конструкций.
Следует учитывать, что при отдельном учете солнечных теплопоступле-
ний для окон определяется только величина t/для окна, а не эквивалентная
величина U окна.
Коэффициент 0,8 означает, что из-за солнечного облучения величина U
должна браться в расчет только на 80%. Этот коэффициент относится так-
же к вертикальным стенам мансард, отделяющих внутреннее пространство
от неотапливаемых застрех кровли.
Коэффициент 0,5 означает, что величина t/должна браться в расчет толь-
ко на 50%, так как температура в помещении подвалов, и соответственно
температура грунта, а также в помещениях с более низкими температурами
(лестничные клетки, склады) выше, чем температура наружного воздуха.
1. Теплозащита
Коэффициент 84 — коэффициент, учитывающий величину градусо-су-
ток отопительного периода, равную 3500, которая соответствует характер-
ному географическому месту для всей Германии — городу Вюрцбургу.
Величина градусо-суток отопительного периода соответствует величи-
не, принятой в Российских Нормах и равна произведению числа суток ото-
пительного периода и средней годовой разности температур внутреннего
воздуха и наружного воздуха за этот период. В Германии в отопительный
период включены дни со среднесуточной температурой наружного воздуха
ниже + 12°С (В России - ниже +8°С).
3500 ^^-24-
_____а____d
1000
= 84
Здесь К— градусы Кельвина;
d — сутки;
а — год;
24 — часа в сутках.
L4.23 Потребность в тепловой энергии на восполнение
теплопотерь, сопровождающих воздухообмен QL
Единица кВтч/год.
Потребность в тепловой энергии на восполнение теплопотерь, сопро-
вождающих проветривание и вентиляцию учитывает многие факторы.
Gl = 0,34 • 84 • /Т PL
0,34 — коэффициент, выражающий удельную теплоемкость и плотность
воздуха.
с • р = 1000 Дж/(кг • К) • 1,25 кг/м3 = 1250 Дж/м3 • К
с-р = 0,34 Вт • ч/м2 • К
84 — коэффициент, учитывающий градусо-сутки отопительного периода.
Р — скорость воздухообмена 1/h = 1г1 (1/час = час1)
В случае обычных эксплуатируемых помещений можно исходить из того,
что воздух в помещении за час заменяется наружным воздухом на 80%.
Поэтому величина р принята равной 0,8.
VL— расчетный объем воздуха.
Если принимать р = 0,8, то QL= 22,85KL.
Далее следует, что KL= 0,8 V
V— отапливаемый объем здания на основе наружных размеров здания.
Таким образом получается, что потребность в тепловой энергии на вос-
полнение теплопотерь, связанных с воздухообменом, в зависимости от отап-
ливаемого объема здания равна:
1.4. Указания норм по теплозащите
Ql = 18,28 • V.
При использовании:
•	механической вентиляционной установки без рекуперации тепла (вы-
тяжная вентиляция)
Gl = 0,95- 18,28- V
•	механической вентиляционной установки с рекуперацией тепла (но без
теплонасоса), если на каждый затраченный кВт • ч энергии будет полу-
чено не менее 5 кВт • ч полезного тепла:
0L = 0,8 -18,28- V
•	теплового насоса, если на каждый затраченный кВт • ч энергии будет
получено не менее 4 кВт • ч полезного тепла:
CL —0,8  18,28 • И
1.4.2.4.	Используемые внутренние тепловыделения Qf
Единица: кВт • ч/год
Тепловыделения уменьшают потребность в тепловой энергии на воспол-
нение теплопотерь через ограждающие конструкции и связанных с возду-
хообменом.
Каждый замечал, что перед началом какого либо мероприятия в зале тем-
пература воздуха кажется не слишком комфортной, тогда, как через несколь-
ко часов после заполнения зала людьми и работы прожекторов, хочется уже
снять с себя часть одежды, и хотелось бы, чтобы было бы прохладнее.
Тепловыделения внутри здания происходит за счет:
•	пребывания людей
•	использования машин и приборов
• искусственного освещения.
Внутренние теплопоступления Q можно рассчитать по формуле:
Qj = 8,0 • V Единица: кВт • ч/год.
Внутренние поступления могут быть получены не только через объем
помещений Е, но и, как это принято в жилищном строительстве, через по-
лезную площадь в здании (t4n).
При высоте помещений в свету 2,60м.
Qx = 25 • А Единица: кВт • ч/год.
Здесь >4n= 0,32 Г
Для помещений бюро и административных зданий:
1. Теплозащита
Qj = 31,25 • >4n Единица: кВт • ч/год.
1.4.3. Солнечные теплопоступления Qs
Единица: кВт • ч/год.
Теплопоступления в помещение обусловлены не только присутствием
людей, но также и поступают снаружи вследствие воздействия солнечных
лучей. Радиационная составляющая солнечной энергии способствует обо-
греву помещений зимой. В солнечные зимние дни мы особенно сильно чув-
ствуем это радиационное тепло внутри помещения у южных окон.
Солнечные теплопоступления Qs могут быть определены отдельно или
через эквивалентную величину Uокон.
1.4.3.1.Отдельное определение солнечных теплопоступлений
Qs ~ 0,46 • I  gF • AF Единица: кВт • ч/год.
0,46 — коэффициент, который учитывает средний коэффициент исполь-
зования, а также коэффициенты пропускания светопроемов, учитывающие
наличие переплетов и различных затеняющих факторов (балконы, козырь-
ки и т.п.)
I— солнечная радиация за год в зависимости от ориентации:
Южная ориентация: Is = 400 кВт • ч/м2 • год
Ориентация восток/запад: Zo/W =275 кВт • ч/м2 • год
Северная ориентация: ZN = 160 кВт • ч/м2 • год
Af— площадь окон в зависимости от ориентации
g — общий энергетический коэффициент пропускания остекления
&F~
Fc— коэффициент пропускания солнцезащитных устройств (СЗУ). (при
отсутствии СЗУ Fc= 1)
Как уже было указано, солнечные теплопоступления уменьшают годо-
вую потребность в тепловой энергии на отопление.
Она определяется по формуле:
eH = 0,9(GT + GL)-GI-Gs
В величину теплопотерь через ограждающие конструкции QT входят окна
с их величиной U tL • А.
F
1.4.3.2. Учет солнечных теплопоступлений в значении
коэффициента теплопередачи окон, к
Определять полезные теплопоступления через эквивалентный коэффици-
ент теплопередачи окон t/eqF можно по формуле:
4q.F = Uf ~ #f ’ ^f Единица: Вт/м2 • К.
1.5. Указания
eq — эквивалент означает сравнимые величины U с учетом ориентации
по странам света, т.е. как если бы все окна получали одинаковое облучение
солнцем.
Ц. — величина U окна.
&F —	~ & Л:
g — общий энергетический коэффициент пропускания остекления
Fc— понижающий коэффициент за счет СЗУ.
SF— коэффициент солнечных теплопоступлений.
При южной ориентации: = 2,40 Вт/м2 • К
При восточной/западной ориентации: = 1,65 Вт/м2 • К
При северной ориентации: = 0,95 Вт/м2 • К
В граничных случаях, как, например северо-восток (NO), юго-восток
(OS) или юго-запад (SW) следует принимать в качестве коэффициента сол-
нечных теплопоступлений меньшее его значение.
Индексы: тп = средняя величина; окно
eq = эквивалентная; S = юг; O/W = восток/запад; N = север.
Таким образом для всех окон можно получить единую и поэтому экви-
валентную (сравнимую) среднюю величину U.
В ней учитывается:
•	Величина U окна
•	Общий энергетический коэффициент пропускания окон
•	Ориентация окон по странам света с соответствующими теплопоступлениями
•	Размеры окон
При учете солнечных теплопоступлений в величине U окон годовая по-
требность в тепловой энергии на отопление определяется по формуле:
ет = 84^-^+	f • Af + 0,8 -Ud-Ad + 0,5-Uc-Ac+ Udl • »DL + 0,5 •	 A^
Если солнечные теплопоступления рассчитываются через величины U
окон, то отпадает величина Qs, и годовая потребность в энергии на отопле-
ние равна:
Ch = 0,9(Gt + Gl)-Gi
1.5. Указания Норм по теплозащите (WSChVO)
1.5.1. Указания относительно солнечных
теплопоступлений
1.	Ориентация по странам света.
Для установления ориентации по странам света допускается отклонение
не более чем 45° перпендикуляра к плоскости окна от данной базовой
ориентации. В граничных случаях, например северо-восток (NO), юго-
запад (SW) действительна меньшая величина.
1. Теплозащита
Рис. 1.30. Установление ориентации
2.	Составляющие плоскости окна.
Составляющие от окон учитываются на фасаде только если их площадь
составляет не более 2/3 (=66,7%) площади фасада.
3.	Стеклянная составляющая дверей.
В наружных дверях солнечные теплопоступления учитываются только в
том случае, если остекление составляет более чем 60% от общей площа-
ди дверного проема.
4.	Окна в кровле.
Окна в кровле при уклоне более 15° рассматриваются как окна в верти-
кальных поверхностях.
При уклонах кровли менее 15° эти окна следует рассматривать как окна
в стене восточной или западной ориентации.
5.	Затенение окон.
Если окна преимущественно затенены то следует их рассматривать как
окна в стенах северной ориентации.
6.	Сборные здания.
В случае сборных зданий для окон всех ориентаций следует принимать
восточную/западную ориентацию.
1.5.2.	Прочие указания Норм по теплозащите (WSChVO).
1.	Напольное отопление (и панельное отопление в стенах и потолке).
В случае устройства панельного отопления (например напольное ото-
пление) в ограждающих конструкциях, которые отделяют отапливаемое
помещение от:
•	наружного воздуха
•	грунта
•	частей зданий с значительно более низкими температурами, тепло-
передача (величина U) не должна превышать 0,35 Вт/м2 - К.
При этом в расчет вводятся только слои ниже (с наружной стороны от)
плоскости отопления.
стяжка с элементами отопления
керамическая плитка пола
минеральный войлок
гидроизоляция
выравнивающий слой
Рис. 1.31. Определяющие слои
1.5. Указания Норм по теплозащите
2.	Ниши для отопительных приборов.
Коэффициент теплопередачи (величина U) наружных стен в местах рас-
положения ниш для отопительных приборов (величина U) не должен
превышать значения U для остальной площади стен.
Рис. 1.32. Ниша для отопительного
прибора
3.	Обратная сторона отопительного прибора.
Если отопительные приборы установлены у плоскостей окон, выходя-
щих наружу, то на обратной стороне отопительного прибора следует ус-
танавливать соответствующий не демонтирующийся экран.
Величина Uтакого экрана не должна превышать 0,9 Вт/м2 • К, а для окна
она не должна быть более 1,5 Вт/м2 • К
Рис. 1.33. Обратная сторона отопи-
тельного прибора
4.	Остекление.
Окна и дверное остекление в теплообменивающих конструкциях долж-
ны быть по меньшей мере с двойным остеклением.
Исключение'. Остекление большой площади, как, например витрины.
5.	Наружная оболочка — фасадные плиты.
Наружная оболочка: d > 90 мм => воздушная прослойка и наружная обо-
лочка могут быть введены в расчет.
Облицовка: d < 90 мм => воздушная прослойка и облицовка не могут быть
введены в расчет.
6.	Кожухи для жалюзи.
В месте расположения кожуха для жалюзи коэффициент теплопередачи
(величина U) не должна превышать 0,6 Вт/м2 • К.
Рис. 1.34. Кожух для жалюзи
zul. U< 0,6 Вт/м2  К
1. Теплозащита
7.	Крыши.
Для плоскостей крыш и чердачных перекрытий, а также для вертикаль-
ных стенок, отделяющих помещение мансарды от холодных застрех кры-
ши, коэффициенты теплопередачи и вследствие воздействия сол-
нечного облучения должны быть уменьшены умножением на
коэффициент 0,8.
8.	Грунт под зданием.
Для грунта под зданием коэффициент теплопередачи UG необходимо
умножать на коэффициент 0,5.
9.	Части зданий с более низкими температурами.
Для ограждающих конструкций, отделяющих части здания с более низ-
кими температурами (например лестничные клетки, складские помеще-
ния) от жилых или рабочих помещений коэффициенты теплопередачи
(величины U) — могут умножаться на коэффициент 0,5.
Эти конструкции при расчете отношения Л/И нс учитываются.
10.	Проницаемость щелей и неплотностей.
Коэффициенты, учитывающие воздухопроницаемость щелей и неплот-
ностей а в окнах и остекленных наружных дверях в отапливаемых поме-
щениях не должны превышать значений, приведенных в табл. 1.8.
Таблица 1.8. Коэффициенты проницаемости щелей и неплотностей для окон и на-
ружных остекленных дверей а также обычных наружных дверей.
Число этажей	Коэффициент проницаемости щелей и неплотностей а в м3/час • м при высоте здания м		
	до 8	до 20	до 100
Здания до 2 полных этажей включительно	2,0		
Здание более 2 полных этажей.		1,0	1,0
11.	Облицовки, обшивки.
Если передающие тепло ограждающие поверхности облицованы или
другим способом обшиты с устройством стыков между элементами об-
шивки, то необходимо предусмотреть воздухонепроницаемый слой по
всей плоскости такой поверхности (ветрозащитная пленка под кро-
вельной обшивкой).
12.	Зимние сады.
При наличие неотапливаемых остекленных пристроек (зимние сады)
эквивалентные коэффициенты теплопередачи C/gF, Ц и С^этих, выхо-
дящих на фасад:
1.6. Летняя теплозащита
•	окон
•	остекленных дверей, а также величины U
•	наружных дверей
•	наружных стен
мотуг быть уменьшены с помощью следующих коэффициентов CTD.
Остекленные пристройки с
•	обычным одинарным остеклением: Сто=0,7
•	однокамерными стеклопакетами или двойным остеклением: CTD=0,6
•	теплозащитным остеклением: CTD=0,5
Uv < 2,0 Вт/м2 • К
Рис. 1.35. Понижающие коэффициенты
13.	Здания с двойными, разделяющими жилые единицы, стенами.
В зданиях с двумя, разделяющими жилые единицы, стенами (например
в рядовых отсеках домов блокированного типа) необходимо дополни-
тельно к прочим требованиям обеспечить выполнение следующего тре-
бования к коэффициенту теплопередачи плоскости фасада включая окна
и остекленные двери:
= t/w-Aw+UF-AF < 1>0Вт/м2.к
aw + af
Это требование относится также к до 50% площадей обычных, проре-
занных проемами, ограждающих конструкций.
14.	Слои под гидроизоляцией.
Если под гидроизоляцией находится еще какие-либо слои конструкции
(например слой тощего бетона), то их не следует учитывать при расчете
(указания DIN).
1.6.	Летняя теплозащита
Тогда как для зимней теплозащиты центральное значение имеет теплопро-
водность. Для летней теплозащиты важную роль играет тепловая радиация.
Передача тепла за счет теплопроводности происходит преимущественно в
1. Теплозащита
непрозрачных ограждающих конструкциях, таких, как стены, передача за
счет тепловой радиации ограничена исключительно прозрачными, т.е. све-
топропускающими конструкциями, такими, как окна.
Тепловые лучи попадающие на какое-нибудь тело например на окно,
могут быть:
•	отражены
•	поглощены
•	пропущены.
1.6.1.	Общий энергетический коэффициент
пропускания д
Радиационная составляющая, которую пропускает остекление, определя-
ется общим коэффициентом энергетического пропускания#. Обычные стек-
лопакеты имеют относительно высокий общий коэффициент энергетичес-
кого пропускания. Он равен 0,7-0,8. То есть такое остекление пропускает в
помещение от 70% до 80% падающей на него тепловой радиационной со-
ставляющей. Тогда, как зимой тепловое излучение в солнечные дни являет-
ся фактором, положительно влияющим на энергопотребление, летом оно
может привести к неприятному перегреву помещений.
Если хотят летом избежать нежелательного перегрева помещений, то для
этого существует две возможности:
1. Применение солнцезащитных стекол с общим коэффициентом энерге-
тического проницания 0,4 и менее.
2. Устройство солнцезащиты, такой как жалюзи, маркизы и т.п.
Солнцезащитные стекла задерживают нежелательную жару, однако зи-
мой они имеют недостаток в том, что они так же отражают радиационное
тепло и не способствуют нагреву помещений за счет солнца. Регулируемые
солнцезащитные устройства позволяют зимой пропускать в помещение теп-
ловую радиацию солнца, а летом удерживать ее от попадания в помещение.
Вертикальный
разрез
Г оризонтальный
разрез
запад	восток
Рис. 1.36. Регулируемые солнцезащитные устройства
1.6. Летняя теплозащита
Приближенно следует установить, что прямого облучения окна солнцем
не происходит. Если это так, то:
при восточной или западной ориентации р > 85°; у> 115°
при южной ориентации Р > 50°
Таблица 1.9. Общий коэффициент энергетического пропускания остекления
Строка	Остекление	g
1 1.1 1.2	Двойное остекление из оконного стекла Тройное остекление из оконного стекла	0,8 0,7
2	Стеклоблоки	0,6
3	Многослойное остекление со специальными стеклами (теплозащитные стекла, солнце- защитные стекла)0	0,2 до 0,8
° Общие коэффициенты энергетического пропускания g специальных стекол мо-
гут быть различными в зависимости от окраски, напыления и обработки поверхно-
стей.
Таблица 1.10. Понижающие коэффициенты Ес для стационарных солнцезащитных
устройств0
Строка	Наличие, тип и характеристика СЗУ	Понижающий коэффициент Fc
1	При отсутствии СЗУ	1,0
2	Внутренние или в межстекольном пространстве0	
2.1.	Белые или отражающие поверхности с незначи-	0,75
	тельной прозрачностью20	
2.2.	Светлая окраска с незначительной прозрачностью0	0,80
2.3.	Темные цвета и высокая прозрачность0	0,90
3	Наружние	
3.1.	Жалюзи и материалы с низкой прозрачностью0	0,25
3.2.	Жалюзи и материалы с повышенной прозрач-	
	ностью0	0,40
4	Навесы, лоджии	0,50
5	Маркизы, обычные	0,50
° СЗУ должны быть прочно смонтированы. Декоративные занавеси не считаются
солнцезащитными устройствами.
2) В зависимости от вида и конструкции устройства рекомендуется более точное
определение его влияния, т.к. могут получиться более выгодные значения. Без та-
кого определения следует принимать наиболее невыгодные значения.
3) Прозрачность СЗУ ниже 10% считается малой, выше 30% — повышенной.
1, Теплозащита
Для летней теплозащиты определяющими являются:
•	Величина площади окон Ар (светопрозрачные части)
•	Общий коэффициент энергетического пропускания g этих окон
•	Вид и эффективность СЗУ Fc;
gF = g-rc
Если действуют сразу несколько солнцезащитных устройств, то:
&F — & ’^С1 ' ^С2 ’ ^Сп
•	Доля площади остекления от площади проемов по всей площади наруж-
ных стен
f =
А
71 W +F
/1Г — площадь окон
>4W — площадь наружных стен
ЛР+и, — сумма площадей окон и стен
•	Теплонакопление ограничивающих помещение внутренних конструк-
ций, те. их поверхностная плотность в кг/м2.
•	Возможности вентиляции
•	Теплопроводность непрозрачных конструкций (стен, перекрытий)
•	Цветовая отделка наружных поверхностей
светлые поверхности отражают;
темные поверхности поглощают тепловую энергию.
1.6.2. Вентиляция в зависимости от ориентации
по странам света
Для летней теплозащиты необходимо, чтобы произведение gF*/не превы-
шало приведенных в таблице 1.11 значений.
Эти значения зависят от:
1.	Ориентации
2.	Вида конструкций: легкие-тяжелые
3.	Вентиляции:
Ночью не вентилируются.
Это помещения, которые ночью не используются и поэтому не вентили-
руются ни ночью, ни ранним утром, например помещения бюро, школы.
Ночью вентилируются.
Вентиляция ночью и в ранние утренние часы должна обеспечиваться не
менее 2 часов. Это имеет место в большинстве жилых помещений.
Ориентация по странам света.
В качестве северной можно считать ориентацию с отклонением на вос-
ток или запад до 22,5°.
1.6. Летняя теплозащита
Если помещения затенены в течении всего дня, то следует принимать
все значения как для северной ориентации.
Запад
Восток
Рис. 1.37. Ориентация
по странам света
Вид конструкций.
Легкие: т < 600 кг/м2
Тяжелые: т > 600 кг/м2
Определяющей является поверхностная масса ограничивающих поме-
щение внутренних конструкций (внутренних стен, пола, потока) включая
окна.
При этом массы учитываются следующим образом:
•	Для внутренних конструкций без слоя утеплителя масса уменьшается в
2 раза.
•	Для внутренних конструкций со слоем утеплителя в расчет принимается
только масса тех слоев, которые расположены между поверхностью кон-
струкции, обращенной в помещение, и слоем утеплителя, однако не ме-
нее половины общей поверхностной массы.
•	В случае внутренних конструкций с применением дерева или древесных
материалов эти слои приближенно можно принимать с удвоенной их
массой.
•	При определении вида конструкций (легкие или тяжелые), масса внут-
ренних конструкций берется в отношении к площади наружных стен
включая окна.
1. Теплозащита
Таблица 1.11. Рекомендуемые максимальные значения^- Fc в зависимости от вида
конструкций и вида естественной вентиляции.
Строка	Ориентация по странам света	Ввд конструкций Легкий т’ < 600 кг/м2 Тяжелый т’ > 600 кг/м2	Вентм рани Строка	Рекомендуй максимал! значения [ЛЯЦИЯ НОЧ1 иеутренни! Обеспе- чено	емые ьные g*f >Ю ИЛИ в г часы Не обеспе- чено
1	Северная или затене- ние в течение всего ДНЯ	Легкие	1.1.	0,42	0,37
		Тяжелые	1.2.	0,50	0,39
2	Прочие ориентации	Легкие	2.1.	0,17	0,12
		Тяжелые	2.2.	0,25	0,14
Пример:
Жилое помещение с окном на юг.
Внутренняя стена:	А = 30м2; d = 24см с = 1200кг/м3
Перекрытие:	А = 18м2; 6? = 18см с = 2400кг/м3
Пол:	А = 18м2; стяжка d = 6см с = 1400кг/м3
Наружная стена:	^W+F— 15м , AF= 6м2; g = 0,7; Fc= 0,5
Решение:
Внутренняя стена:	тх = 0,24м • 30м2 • 1200кг/м3 тх = 8640 кг
Перекрытие:	т2 = 0,18м • 18м2 • 2400кг/м3 т2 = 7776 кг
Пол:	= 0,06м • 30м2 * 1400кг/м3 т3 = 2520 кг
т, +т9
т = ———- 4- т,
2	3
т = 10728кг
Масса внутренних конструкций, отнесенная к площади наружной сте-
ны:
т = 10728 кг/15м2
т = 715,2кг/м2 > 600кг/м2 => тяжелые конструкции
1.7. Здания с низкими внутренними температурами
Доля площади окон:
/=y4F//lw+F= 6м2/15м2
/=0,4
gF-4Kr = g-Fc-/=0,7-0,5-0,4
Sf'4^0’14
максимально допустимое значение gF-/= 0,25.
Максимально допустимая величина gF- f не превышена. Летний микро-
климат в помещении может расцениваться как хороший.
1.7. Здания с низкими внутренними
температурами
Речь идет о зданиях с внутренними температурами выше +12°С и ниже
+19°С. Эти температуры должны иметь место в здании не менее 4 месяцев в
год.
Таблица 1.12. Максимальные значения годовой потребности в тепле на возмещение
теплопотерь от теплопередачи Ст, отнесенные к отапливаемому объему здания в за-
висимости от соотношения А/ V
A/Vb м1	Q!^ в кВт • ч/м3тод
<0,20	6,20
0,30	7,80
0,40	9,40
0,50	11,0
0,60	12,60
0,70	14,20
0,80	15,80
0,90	17,40
>1,0	19,0
° Промежуточные значения определяются по формуле:
Q'T = 16 • (A/V) + 3,0 в кВт* ч/м3 • год
При определении QT пассивные солнечные теплопоступления не учи-
тываются.
В случае неутепленных полов величины/^ в зависимости от площади
грунта под зданием AQ определяются по следующей таблице.
1. Теплозащита
Площадь грунта под зданием AG в м2	Понижающей коэффициент/^0
<100	0.50
500	0.29
1000	0.23
1500	0.20
2000	0.18
2500	0.17
3000	0.16
5000	0.14
>8000	0.12
° промежуточные значения определяются по формуле:
/с=233/^
•	Коэффициент теплопередачи Uc полов на грунте не следует принимать
выше 2,0 Вт/м2-К.
•	Понижающий коэффициент/^ для утепленных полов следует принимать
равным 0,5.
G=30(t/w^w+tfF-4w-tfDA^
1.8.	Строительные изменения существующих
зданий
•	При строительном расширении здания хотя бы на одно отапливаемое
помещение или при увеличении отапливаемой полезной площади в су-
ществующем здании более, чем на Юм2, для пристраиваемых частей зда-
ния следует выполнять указания Норм по теплозащите (WSchVO).
•	При первой пристройке, замене или обновлении наружных ограждаю-
щих конструкций в существующем здании необходимо, чтобы приве-
денные в таблице 1 максимальные значения коэффициентов теплопере-
дачи (величины U) не были превышены. При этом уже существующая
теплозащита конструкций не должна быть уменьшена.
Требования к наружным стенам.
Если наружные стены реконструируются путем установки снаружи или из-
нутри:
•	Панелей или т.п. конструкций
•	Обшивки
•	Облицовки кирпичной кладки
1.8. Строительные изменения существующих зданий
•	Слоя утеплителя
то их общий коэффициент теплопередачи должен соответствовать строке
16 таблицы 1.13.
Требования к перекрытиям
Если перекрытия холодных чердаков и покрытий, включая скаты крыш,
которые сверху или снизу граничат с наружным воздухом, а также пере-
крытия над подвалами, стены и перекрытия, отделяющие неотапливаемые
помещения, перекрытия и стены, граничащие с грунтом — реконструиру-
ются таким образом, что
•	Заменяется кровельное покрытие кровлей на относе
•	Заменяется облицовка
•	Устанавливается слой теплоизоляции
То необходимо выполнять требования строки 3 и 4 табл. 1.13.
Таблица 1.13. Ограничение теплопередачи при первой пристройке, замене и обнов-
лении конструкций
Строка	Конструкция	Здание с	
		Нормативными внутренними температурами макс. U в Вт/м^К0	Низкими внутренними температурами макс. U в Вт/м2-Кп
1а	Наружные стены	Tw< 0,501 2)	U* £ 0,75
16	Наружные стены со слоем утеплителя и с наружной обшивкой.	uw< 0,40	U^< 0,75
2	Окна, выходящие наружу, остекленные двери и окна в крыше.	UF < 1,8	-
3	Перекрытия неутепленных чердаков и покрытия (вкл. скаты крыш) ограничиваю- щие помещение сверху или снизу от наружного воздуха.	UD < 0,30	UD < 0,40
4	Перекрытия над подвалами, стены и перекрытия, отде- ляющие неотапливаемые помещения или граничащие с грунтом.	LL < 0,50 Сг	7	
1) Существующие слои конструкций также принимаются в расчет
2> Требование считается выполненным при возведении кладки.
d = 36,5 см; Л = 0,20 Вт/м • К
1. Теплозащита
1.9. Характеристики материалов
Таблица 1.14. Характеристики материалов
Строка	Материал	Плотность ркг/м3	Тепло- проводность ХВт/мК	Коэффициент паропрони- цаемости д (1)
Штукатурки, стяжки				
1	Известковый раствор Цементно-известковый раствор Гидравлический известковый раствор	1800	0,87	15/35
2	Известково-гипсовый раствор Гипсовый раствор с песчаной добакой Известково-ангидрит- ный раствор Ангидритовый раствор	1400	0,70	10
3	Гипсовый раствор без песчаной добавки	1200	0,35	10
4	Легкий раствор: LM 21 LM36	<700 <1000	0,21 0,36	15/35
5	Цементный раствор Цементная стяжка	2000	1,4	15/35
6	Ангидритовая стяжка	2100	1,2	
7	Стяжка из литого асфальта	2300	0,90	оо
8	Утепляющая штукатурка	500	0,20	5/20
9	Штукатурка из синте- тической смолы	1100	0,70	50/200
Бетон				
10	Нормальный бетон армированный, неар- мированный	2400	2,1	70/150
11	Легкий бетон с закрытой структурой DIN 4219; DIN 4226	800 900 1000 1100 1200 1300	0,39 0,44 0,49 0,55 0,62 0,70	70/150
1.9. Характеристики материалов
Таблица 1.14. Продолжение
Строка	Материал	Плотность ркг/м3	Тепло- проводность X Вт/м-К	Коэффициент паропрони- цаемости д (1)
		1400 1500 1600 1800	0,79 0,89 1,0 1,3	
12	Легкий бетон с природной пемзой	500 600 700 800 900 1000 1200	0,15 0,18 0,20 0,24 0,27 0,32 0,44	5/15
13	Легкий карамзитобетон	500 600 700 800 900 1000 1200	0,18 0,20 0,23 0,26 0,30 0,35 0,46	5/15
Плиты				
14	Строительные плиты из пористого бетона с нор- мальной толщиной швов из нормального раствора	500 600 700 800	0,22 0,24 0,27 0,29	5/10
15	Стеновые панели из гипса DIN 1863	600 750 900	0,29 0,35 0,41	5/10
16	Гипсокартонные плиты	900	0,21	8
Кладочные камни				
17	Полнотелый клинкерный кирпич Многопустотный клин- керный кирпич Кирпич клинкерный глиняный обыкновенный	1800 2000 2200	0,81 0,96 1,2	50/100
18	Полнотелый кирпич Многопустотный кирпич DIN 105	1200 1400 1600 1800 2000	0,50 0,58 0,68 0,81 0,96	5/10
1. Теплозащита
Таблица 1.14. Продолжение
Строка	Материал	Плотность ркг/м3	Тепло- проводность ХВт/м-К	Коэффициент паропрони- цаемости д (1)
19	Легкий многопустотный кирпич Пустоты А и В по DIN 105	700 800 900 1000	0,36 0,39 0,42 0,45	5/10
20	Легкий многопустотный кирпич W на нормальном растворе по DIN 105	700 800 900 1000	0,30 0,33 0,36 0,39	5/10
21	Легкий многопустотный кирпич W на легком растворе LM 36	700 800	0,18 0,21	5/10
22	Силикатный кирпич DIN 106	1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200	0,50 0,56 0,70 0,79 0,99 1,1 1,3	5/10
23	Доменный (огнеупор- ный) кирпич по DIN 398	1000 1200 1400 1600 1800 2000	0,47 0,52 0,58 0,64 0,70 0,76	70/100
24	Газобетонные блоки на нормальном растворе по DIN 4165	400 500 600 700 800	0,20 0,22 0,24 0,27 0,29	5/10
25	Газобетонные блоки на тощем растворе DIN 4165	400 500 600 700 800	0,15 0,17 0,20 0,23 0,27	5/10
26	Многопустотные камни из легкого бетона с пористыми добавками 2-х пустотные камни 3-х пустотные камни 4-х пустотные камни	500 600 700 800 900 1000 1200	0,29 0,32 0,35 0,39 0,44 0,49 0,60	5/10
1.9. Характеристики материалов
Таблица 1.14. Продолжение
Строка	Материал	Плотность ркг/м3	Тепло- проводность X Вт/м • К	Коэффициент паропрони- цаемости д (1)
27	Полнотелые камни из легкого бетона DIN 18152	500 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000	0,32 0,34 0,37 0,40 0,43 0,46 0,54 0,63 0,74 0,87 0,99	5/10
				10/15
28	Полнотелые камни из природного туфа или из вспученной глины	500 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000	0,29 0,32 0,35 0,39 0,43 0,46 0,54 0,63 0,74 0,87 0,99	5/10
				10/15
Теплоизоляционные материалы				
29	Древесноволокнистые легкие плиты DIN 1101 d > 25мм d= 15мм	360 до 480 570	0,09 0,15	2/5
30	Многослойные легкие строительные плиты0	>0,15	0,04	20/50
31	Пробковые плиты 050 WLGr	045 055	80 до 500	0,045 0,050 0,055	5/10
32	Пенополистирол WLGr (пенопласт ПС) 025 030 035 040	>30	0,025 0,030 0,035 0,040	30/70
1. Теплозащита
Таблица 1.15. Сопротивления теплопередачи перекрытий
Строка	Вид перекрытия	Толщина S мм	Сопрот теплопер в среднем	гивление >едаче м2»К/Вт в наиболее неблагоприятном месте
1	Железобетонные ребристые и железобетонные балочные перекрытия с пустотными вкладышами из Bims (DIN 4158)			
1.1	Железобетонное ребристое перекрытие без выравнива- ющего слоя бетона (Aufbeton) штукатурки	120 140 160 180 200 220 250	0,20 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26	0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12
1.2	Железобетонное балочное перекрытие без выравни- вающего слоя бетона и штукатурки	120 140 160 181 200 220 240	0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28	0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12
2	Железобетонные реб- ристые и железобетонные балочные перекрытия с керамическими вкла- дышами (zigelsplit) (DIN 4160)			
2.1	Перекрытия со вклады- шами без промежуточ- ных стержней, без набе- тонки и штукатурки ihnmrnn .1	115 140 165	0,15 0,16 0,18	0,06 0,07 0,08
2.2	Перекрытия со вклады- шами, имеющими пере- мычки ,без набетонки штукатурки	190 225 240 265 290	0,24 0,26 0,28 0,30 0,32	0,09 0,10 0,11 0,12 0,13
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Таблица 1.15. Продолжение
Строка	Вид перекрытия		Толщина S мм	Сопро теплопе] в среднем	тивление эедаче м2»К/Вт в наиболее неблагоприятном месте
3	Перекрытия по стальным балкам с заполнением керамическими вклады- шами (DIN 415а)				
3.1	Керамические пустотелые вкладыши для частичного заполнения швов раство- ром		115 140 165 190 240 265 290	0,15 0,18 0,21 0,24 0,30 0,33 0,36	0,06 0,07 0,08 0,09 0,11 0,12 0,13
3.2	Керамические вкладыши для полного заполнения швов раствором зВБВ] •-IgaBoriK				115 140 165 190 215 240 265 290	0,13 0,16 0,19 0,22 0,25 0,28 0,31 0,34	0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12 0,13
1.10. Примеры расчета и применение
теплозащиты
Пример 1.
Наружная стена со штукатуркой с обеих сторон.
Известково-гипсовая штукатурка
Легкий многопустотный кирпич W-700 на легком растворе LM 36
Известково-цементная штукатурка
Рис. 1.38. Состав стены
1. Теплозащита
Таблица 1.14. Продолжение
Строка	Материал	Плотность р кг/м3	Тепло- проводность ХВт/мК	Коэффициент паропрони- цаемости р (1)
33	Пенополи-	WLGr уретан	020 (пелопласт ПУР) 025 030 035	>30	0,020 0,025 0,030 0,035	30/100
34	Пенопласт на	WLGr фенольных	030 смолах	035 (пенопласт ПФ)	040 045	>30	0,030 0,035 0,040 0,045	10/50
35	Минеральные	WLGr и растительные	035 волокнистые	040 теплоизоляци-	045 онные материалы	050	8 ДО 50	0,035 0,040 0,045 0,50	1
36	Пеностекло 18174 WLG 045 050 055 060	100 ДО 500	0,045 0,050 0,055 0,060	сю
37	Вспученный перлит	<100	0,06	
38	Вспученная слюда	<100	0,07	
39	Вспученный глинистый сланец	<400	0,16	
Дерево и материалы на основе древесины				
40	Ель, сосна	600	0,13	40
41	Дуб, бук	800	0,20	40
42	Фанера	800	0,15	50/400
43	Древесно-стружечные плиты плоского	700 700	0,13 0,17	50/100 20
44	Жесткие древесно- изоляционные плиты	1000	0,17	70
45	Мягкие древесно- изоляционные плиты	<300 <400	0,06 0,07	5
1.9. Характеристики материалов
Таблица 1.14. Продолжение
Строка	Материал	Плотность ркг/м3	Тепло- проводность 1 Вт/м • К	Коэффициент паропрони- цаемости д (1)
Покрытия				
46	Линолеум	100	0,12	
47	Синтетические покрытия (ПВХ)	1500	0,23	
48	Асфальтовая мастика д>7мм	2000	0,70	сю
49	Битумные кровельные рулонные материалы	1200	0,17	10000 80000
50	Гидростеклоизол			20000 60000
51	Синтетические ПВХ (BV рулонные	PIB кровельные	ЕСВ	2.0 материалы	С)		10000/30000 400000/1750000 70000/90000
52	Пленки PVCt/> 0,1мм РЕ d> 0,1мм Аллюминиевая d > 0,05мм			20000/50000 100000 сю
Прочие строительные материалы				
53	Воздух (в неподвижном состоянии)	1,293	0,02	1
54	Вода	1,0	0,64	
55	Кафельная плитка	2000	1,0	
56	Стекло	2500	0,8	
57	1ранит, базальт, мрамор	2800	3,5	
58	Песчаник, известняк-ракушечник	2600	2,3	
59	Связный грунт	2,1		
60	Сталь	7680	60	сю
61	Медь	8900	380	сю
62	Аллюминий	2700	200	сю
° минераловатные слои d < 10мм в теплотехнических расчетах не учитываются
7. Теплозащита
Требуется определить:
1.	Сопротивление теплопередаче и сравнить с DIN 4108;
2.	Общий коэффициент теплопередачи U(величину U) и сравнить с требо-
ванием Норм по теплозащите (по методу конструктивных элементов);
3.	Распределение температур в сечении конструкции по DIN 4108 при
0Li= 20°С; 0La = — 10°С (0Li — температура внутреннего воздуха, —
температура наружного воздуха);
4.	Теплонакопительную способность конструкции;
5.	Оценку конструкции.
Решение:
, „ d. d. d.	0,015 0,365 0,02
Д Яз	0,70	0,18	0,87
R = 2,07 м2К/Вт > Ape6 = 1,2 м2К/Вт no DIN 4108
2 R -J-+2jA	-1 ft015! Q’365! °,02 1
T ~+ 4	+ Д +he ~8 + 0,70 + 0,18 +о,87+23
RT = 2,24 m2K/Bt
U= 0,45 Bt/m2 • К < допустимого= 0’50 Вт/м2 • К no WSchVO (метод конст-
руктивных элементов)
п 1 0,015 0,365 0,02	1
RT = -+—-----+---+—— + — =
8	0,70	0,18	0,87 23
0,125 + 0,021 + 2,028 + 0,023 + 0,043
1,7°С 0,3°С 27,0°С 0,3°С 0,6°С
RT = 2,24м2  К/Вт = А0 = 30°С (0 u - О J,
например, (30 • 0,125)/2,24 = 1,7°С
4. Q = т • с • А0 = (700кг/м3 • 0,365м + 1400кг/м3 • 0,015м + 1800кг/м3 
0,02м) • ЮООДж/кг • К • 15,5К = 4843750Дж/м2
(15,5 = 20°С — 4,5°С)
Рис. 1.39. Распределение тем-
ператур по сечению конструк-
ции
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
5. Вследствие отсутствия слоя утеплителя в кладке происходит резкое па-
дение температуры на 27, ГС. При этом часть кладки лежит в зоне замо-
раживания при 0°С. Резкое падение температуры показывает также, что
при отключении отопления тепловая энергия будет относительно быст-
ро переходить из стены в наружный воздух. Таким образом высокая теп-
лонакопительная способность будет быстро исчерпана.
Пример 2.
Стена с наружным утеплителем.
Рис. 1.40. Состав стены
Требуется определить:
1.	Сопротивление теплопередаче R и сравнить с DIN 4108
2.	Общий коэффициент теплопередачи U (величину U) и сравнить с Нор-
мами по теплозащите (метод конструктивных элементов).
3.	Распределение температур в сечении конструкции. Граничные условия
по DIN 4108 при 0D= 20°С; 0La= —10°С (0Li - температура внутреннего
воздуха, — температура наружного воздуха)
4.	Теплонакопительную способность конструкции
5.	Провести оценки конструкции.
Решение:
D d.	d2 d.	d.	0,015	0,24	0,06	0,02
4 Z,	24	0,70	0,70	0,035	0,87
R = 2,10 m2K/Bt > R^ = 1,2 м2К/Вт =^> требования no DIN 4108 выпол-
няется.
1. Теплозащита
г2
п n 1	d.	d2	d.	d.	1	1	0,015	0,24	0,06	0,02	1
hi	Л	Л	Л	Л	he	8	0,70	0,70	0,035	0,87	23
R = 2,27m2K/Bt
U = 0,44 Bt/m2 • К < ^допустимого = 0,50 Вт/м2 • К => требование по WSchVO
(метод конструктивных элементов) — выполнено.
э „	1	0,015	0,24	0,06	0,02	1
Т	8	0,70	0,70	0,035	0,87	23
0,125 + 0,021 + 0,343 +1,714+0,023 + 0,043
1,6°С 0,3°С 4,5°С22,7°С0,3°С 0,6°С
RT = 2,27м2 • K/Вт ДО = 30°С
4. Q — т • с • ДО = (1400кг/м3 • 0,015м + 1400кг/м3 • 0,024м) • ЮООДж/кг • К •
1,1К= 14
(4,1 = 20°
6 = 0,41 к
°СП
20
20	—\
18,4
15
10
5 -
0 -
-5
-10 -
- 15,9°С)
Рис. 1.41. Распределение температур по сечению
конструкции
•ч/м2
5. Чем резче падение температуры в отдельных слоях, тем большую роль
они играют в общей теплоизолирующей способности конструкции.
Вследствие наружного расположения слоя теплоизоляции температура
на поверхности кладки падает только до+13,6°С. Это означает, что кладка
всегда будет теплой. Пологая часть графика распределения температур в
стене показывает, что при отключении отопления наружу будет переда-
ваться небольшое количество тепловой энергии, т.к. ее передача будет
задерживаться утеплителем. Поэтому не будет возникать трещин от тем-
пературных деформаций, внутренняя штукатурка и большая масса сте-
ны смогут выполнять важную задачу накопления тепла. Следствием яв-
ляется комфорт жилища летом и зимой.
7.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
ПримерЗ.
Аналогичен примеру 2, но со слоем утеплителя внутри.
Известково-гипсовая штукатурка
Известково-цементная штукатурка
KS 1,4-12-16 DF (240) силикатный камень р = 700 кг/мэ.
Пенополистирольные плиты
Рис. 1.42. Состав стены
Требуется определить:
1.	Сопротивление теплопередаче R и сравнить с DIN 4108
2.	Общий коэффициент теплопередачи U (величину U) и сравнить с Нор-
мами по теплозащите (метод конструктивных элементов).
3.	Распределение температур в сечении конструкции. Граничные условия
по DIN 4108 при 0L5= 20°С; 6^= — 10°С (0L. — температура внутреннего
воздуха, — температура наружного воздуха)
4.	Теплонакопительную способность конструкции
5.	Провести оценку конструкции.
Рис. 1.43. Распределение температур по сечению конструкции
1. Теплозащита
Решение:
. п 4 d. d. d. 0,015 0,24 0,06 0,02
Д Z, Л, Л4 0,70 0,70 0,035 0,87
R = 2,10Вт/м2 • К >	=	1,2 м2 • К/Вт => требования по DIN 4108 вы-
полняется.
2 А I4	, 1^1^015 024| Q06|Q02> 1
А Л Л 4 Л 4 8 Q70 Q70 Q035 Q87 23
U = 0,44 Вт/м2 • К < ^опустимого = 0,50 Вт/м2 • К => требование по WSchVO
(метод конструктивных элементов) — выполнено.
„ „	1	0,015	0,24	0,06	0,02	1
3.	RT = —।-----1-----1-----1----1 —
8	0,70	0,70	0,035	0,87	23
0,125 + 0,021 + 0,343 +1,714 + 0,023 + 0,043
1,6°С 0,3°С 4,5°С27,7°С0,3°С 0,6°С
Rl = 2,27м2 -К/Вт А0=ЗО°С
4.	Q = т • с • А® = 1400кг/м3 • 0,015м • ЮООДж/кг • К • 1,8К = 378ООДж/м2
(1,8 = 20°С — 18,2°С)
Q = 0,01 кВт • ч/м2
5.	Сравнение примеров 2 и 3 показывает:
•	Никаких последствий: Расположение слоя утеплителя внутри или снару-
жи не играет никакой роли для величины коэффициента теплопередачи
(величины U) и для температуры поверхности стены.
•	Негативные последствия: Расположение слоя утеплителя с внутренней
стороны ведет к температурным напряжениям, т.к. кладка в течение года
подвергается воздействию больших колебаний температуры, чем при
расположении утеплителя с наружной стороны. В случае бетонных стен
и особенно в случае невентилируемых совмещенных плоских крыш рас-
положение утеплителя с внутренней стороны ведет к появлению трещин
от температурных напряжений, т.к. бетон имеет в два раза больший ко-
эффициент температурного расширения, чем кирпичная кладка.
Бетон: 0^= 0,012 мм/м°С
Кирпичная кладка: 0^= 0,006 мм/м°С
•	Теплонакопление: Как видно из примера 2 расположенный снаружи утеп-
литель защищает кирпичную кладку зимой от слишком сильного охлаж-
дения, а летом — от слишком сильного нагревания и обеспечивает тем
самым хорошее теплонакопление. За счет отдачи накопленного тепла в
воздух помещения зимой не возникает ощущения сквозняка вблизи стен.
Летом кладка в течение дня принимает в себя днем избыточное тепло из
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
воздуха помещения, а в ночное время она снова отдает это тепло в ох-
лажденный воздух помещения. Теплонакопление таким образом обес-
печивает баланс и выравнивание температуры в помещении днем и но-
чью.
При внутреннем расположении утеплителя — наоборот, только тонкий
слой внутренней штукатурки служит тепловым аккумулятором. Кирпич-
ная кладка находится в холодной части стены и не является накопите-
лем тепла.
•	Образование конденсационной влаги: Во влагозащите (конденсационная
влага внутри конструкции) внутреннее расположение утеплителя всегда
имеет негативное действие. Следствием этого является сильное выпаде-
ние конденсата с соответствующими повреждениями конструкции, та-
кими, как образование плесневых грибков, гнили, коррозии (см. главу
«Влагозащита»).
Пример 4.
Стена с двумя плотными слоями и внутренним утеплением. Наружный ли-
цевой слой соединяется с внутренним несущим слоем 4-мя стальными ан-
керами на квадратный метр стены.
Известково-гипсовая штукатурка
HLz 12-1.2-4DF
Засыпка вспученным перлитом
КНК В 60-2,0-DF
(керамический многопустотный кирпич, дырчатость
В)
г
Рис. 1.44. Состав стены.
Требуется определить:
1.	Сопротивление теплопередаче R и сравнить с DIN 4108
2.	Общий коэффициент теплопередачи U (величину U) и сравнить с Нор-
мами по теплозащите (метод конструктивных элементов).
3.	Распределение температур в сечении конструкции. Граничные условия
по DIN4108 при 0Li=2O°C; 0La=-lO°C (0Li - температура внутреннего
I. Теплозащита
4.	Теплонакопительную способность конструкции
5.	Провести оценки конструкции.
Примечание. При анкеровке облицовки стальными анкерами к несущей ча-
сти стены рекомендуется уменьшать теплоизоляционные показатели слоя
утеплителя на 15%.
Рис. 1.45. Распределение температур по
сечению конструкции
Решение:
1 D d2 di d4 0,015 0,24	0,08 0,115
4 Л, Я4 0,70 0,50	0,06 0,96
R = 1,75Bt/m2 • К > R^ = 1,2 m2 • K/Вт => требования no DIN 4108 вы-
полняется.
э	1^1 d2 d3 A.1	1 0,015 0,24 no 0,08 0,115	1
A 4 A A 8 0,70 0,50	0,06 0,96 23
Rf = 1,92 m2 • K/Bt
U— 0,52 Bt/m2 • К > ^допустимого = 0,50 Вт/м2 • К => по Нормам по теплоза-
щите (поэлементный метод) требование не выполняется.
3.

1	0,015	0,24	„ос 0,08	0,115	1
- + —-----+ —— + 0,85 —— + —--------+ —
8 0,70	0,50	0,06	0,96	23
0,125 + 0,021 + 0,48 +1,133 + 0,120 + 0,043
1,9°С 0,3°С 7,5°С 17,7°С 1,9°С 0,7°С
RT = 1,92м2 • К/Вт = А0 = 30°С
= 20 -(-10)]
4	. Q = т'  с • Д© = (1400кг/м3 • 0,015м + 1200кг/м3 • 0,24м) • ЮООДж/кг • К -
5,9К = 1823100Дж/м2
(5,9 = 20°С — 14,ГС)
Q = 0,51 кВт • ч/м2
7.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
5	Внутреннее расположение утеплителя имеет следствием то, что несущий
слой стены наружной поверхности имеет температуру +10°С и, тем са-
мым, обеспечивает в течение длительного времени отдачу тепла в ох-
лаждающийся воздух помещения. Несущая часть в течение года не под-
вергается значительному перепаду температур и поэтому не имеет
температурных напряжений. Пологая кривая температуры в несущей
части стены показывает, что здесь тепло удерживается достаточно долго,
и при отключении отопления несущий слой может отдавать тепло в по-
мещение. Для вывода конденсационной влаги необходимо, однако, обес-
печивать соответствующие мероприятия (см. главу «Влагозащита»).
Пример 5
Стена с двумя плотными слоями, с наружным расположением слоя утепли-
теля и с вентилируемой воздушной прослойкой перед облицовочным слоем.
Облицовочный слой крепится к несущей части стены 4-мя стальными
анкерами на 1м2 площади стены.
Известково-гипсовая штукатурка
HLz 12-1,2-4 DF - засыпка вспученным перлитом
Минеральный войлок WLGr 035
Воздушная прослойка
KHLzC 48-2,0-DF
(Клинкерный многопустотный кирпич, дырчатость С)
Рис. 1.46. Состав стены.
Требуется определить:
1.	Термическое сопротивление R
2.	Общий коэффициент теплопередачи U (величину U).
3.	Распределение температур по сечению стены.
4.	Теплонакопительную способность.
5.	Провести оценку конструкции.
Примечание. По DIN 4108 воздушная прослойка и наружный плотный слой
могут быть приняты в расчет, если они по DIN 1053 могут рассматриваться
как наружный плотный слой, т.е. имеют толщину не менее 90мм (при
//	Ж"Ж г /ч^тгтх1гт/чг»тлп\
1. Теплозащита
°СН
20
15-
10
5-
0 -
-5
-10 -
Рис. 1.47. Распределение температур по
сечению конструкции
Решение:
При анкеровке наружного плотного слоя стальными анкерами к несущей
части стены рекомендуется уменьшать теплоизоляционные показатели утеп-
лителя на 15%.
1.
D dx	d2	d3	D d5	0,015	0,24	0,08	0,115
/? = —+ — +—+Я4+—= — + —— + 0,85-—— + 0.17 +-
Л	Л	Л А	0,70	0,50	0,35	0,96
R = 2,73Вт/м2  К > R^ ~ 1,2 м2 • К/Вт => требования по DIN 4108 вы-
полняется.
- „ТР	1	d}	d2	d,	„	d.	1	1	0,015	0,24	ЛОС 0,08	0,115	1
°	ht	Д	Д	Л. 4	Д	he	8	0,70	0,50	0,035	0,96	23
7Д = 2,903 м2 • К/Вт
U= 0,34 Вт/м2 • К < Ц1оиустимого = 0,50 Вт/м2 • К => требование выполняет-
ся.
пТР 1	0,015	0,24	0,08	0,115	1
3 Rn — —I--------1-----ь 0,85-------ь 0,17 ч-----1 —
8	0,70	0,50	0,035	0,96	23
0,125 + 0,021 + 0,48 +1,943 + 0,17 + 0,120 + 0,043
1,3°С 0,2°С 5,0°С 20,ГС 1,8°С 1,2°С 0,4°С
7Д = 2,903м2 • К/Вт = Д0 = 30°С
4. Q = тп  с • Д0 = (1400кг/м3 • 0,015м + 1200кг/м3 • 0,24м) • ЮООДж/кг - К •
4,0К= 1236000Дж/м2
Q = 0,34 кВт • ч/м2
5. Расположение утеплителя с внешней стороны несущей части стены имеет
следствием то, что стена не испытывает больших перепадов температур
между зимой и летом и поэтому в ней не возникают температурные на-
пряжения. Стена зимой остается теплой, т.к. только малая часть тепло-
вой энергии проводится наружу. Поэтому в помещении обеспечивается
комфортный микроклимат.
1. JO. Примеры расчета и применение теплозащиты
Пример 6.
Стена с двумя плотными слоями, из которых один — облицовка фасадными
плитами. Фасадные плиты прикрепляются к несущему слою конструкции
4-мя стальными анкерами на 1м2 стены.
----- Известково-гипсовая штукатурка
----- HLz 12-1,2-4 DF - засыпка вспученным перлитом
----- Минеральный войлок WLGr 035
---- Воздушная прослойка
Фасадная плита
Рис. 1.48. Состав стены
Требуется определить:
1.	Термическое сопротивление R и сравнить с DIN 4108.
2.	Общий коэффициент теплопередачи U (величину U) и сравнить с Нор-
мами по теплозащите (метод по строительным элементам).
3.	Распределение температур по сечению конструкции. Граничные усло-
вия по DIN 4108 при 0L. = 20°С;	-10°С.
4.	Теплонакопительную способность.
5.	Провести оценку конструкции.
Примечание. По DIN 4108 воздушную прослойку при расчетах сопротивле-
ния теплопередачи не следует принимать в расчет, если облицовочный слой
имеет толщину с1<90мм.
Рис. 1.49. Распределение температур по се-
чению конструкции.
1. Теплозащита
Решение:
Для стен с двумя плотными слоями снаружи и внутри рекомендуется умень-
шение теплоизолирующей способности слоя теплоизоляции на 15% за счет
стальных анкеров.
1. Л=А + ^+^ = 0!015+р:24+ Оде
Д Яг Яз 0,70 0,50	0,35
R = 2,44Вт/м2 • К > R^ — 1,2 м2 • К/Вт => требования по DIN 4108 вы-
полняется.
2. R - 1 Л
Л, Д Л, Л, he 8 0,70 0,50	0,035 12
= 2,65 м2 • К/Вт
U= 0,38 Вт/м2 • К < U	=0,50 Вт/м2 • К => требование выполняется
по WSchVO (метод по строительным элементам)
_ _ _1 0,015 0,24 псс 0,08	1
8 0,70 0,50	0,035 12
0,125+ 0,021+0,48+1,943120+ 0,083
1,4°С 0,2’С 5,4’С 22,0’С 1,0’С
= 2,652м2 • К/Вт A0=3O°C
4. Q = т' • с • Д0 = (1400кг/м3 • 0,015м + 1200кг/м3 • 0,24м) • 1000Дж/кг • К •
4,ЗК = 1328700Дж/м2
(4,3 = 20°С - 15,7’С)
Q = 0,37 кВт-ч/м2
5. Хотя состав трех внутренних слоев конструкции (внутренняя штукатур-
ка, несущий слой стены, утеплитель) в примере 5 и 6 одинаковы, вели-
чина U ухудшилась с 0,31 Вт/м2К до 0,33 Вт/м2К потому, что воздушная
прослойка и облицовочная прослойка и облицовочная плита не должны
были приниматься в расчет.
Фасадная облицовочная плита имеет функцию защиты от дождевой воды.
Повышение теплонакопительной способности уравновешиваться отто-
ком тепловой энергии в наружный воздух (см. увеличившуюся величи-
ны U).
Пример 7.
Стена с нишей. Коэффициент теплопередачи
окна UF= 1,8 Вт/м2К.
	
	
Окно	5 £
Ниша	%
2.01	
4.74	
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Известково-гипсовая штукатурка
HLzW 0.7-6-3DF (175) с LM 36
Известково-цементная штукатурка
Рис. 1.50. Вид стены
Рис. 1.51. Вид стены
Требуется определить:
1. Требуемую толщину слоя утеплителя в стене в нише по Теплозащитным
Нормам (WschVO).
2. Средний коэффициент теплопередачи (величину U) стены с учетом окна
(солнечные теплопоступления не учитываются).
Решение:
1.
„ d.	d2	d.	0,015	0,365	0,02
Стена: R = -[- + -2 +3 =------+------+----
4	Л,	Д	0,70	0,18	0,87
R = 2,072Вт/м2 • К
Ниша: 2,072 =
0,015 d
0,70 0,04
0,175 0,02
0,18 0,87
d = 0,042м
Принимаем d = 50мм
1. Теплозащита
2. Стена:/L™ =—+«+—=-+2,072+—
T-WI \ Ле 8	23
= 2,24мI 2 • К/Вт
t/wl = 0,45 Вт/м2 • К
„	„	1 0,015 0,05 0Д75 0,02 1
Ниша: flTW7=-+——+----+----+---+—
T’W2 8 0,70 0,04 0,18 0,87 23
T^W2 = 2,44м2 • К/Вт
UW2 = 0,41 Вт/м2 • К
Площадь стены: AW1 = 4,74м • 2,50м — 2,01м • 2,25м = 7,33м2
Площадь ниши: >4W2 = 2,01м • 0,875м = 1,76м2
Площадь окна: AF = 2,01м • 1,375м = 2,76м2
_^W1-AW1+Z7W2-AW2+Z7F-AF _0,45-0,733l-0,41-l,76+l,8 2,76
ср~	Д + А2+Д	”	Ц85
С/р = 0,76Вт/м2  К
Пример 8.
Крыши мансарды с утеплителем между стропильными ногами.
Рис. 1.52. Расположение слоя утеп-
лителя
Рис. 1.53. Прохождение теплового
потока
1 м
I
Требуется определить:
Средний коэффициент теплопередачи U (величину U).
Решение:
_	„	„	1	d	1	1	0,18°	1
Сечение стропильной ноги: RT, = —+ — + — = -+--------+ —
тд	Д	Л	he	8	0,13	12
7^= 1,59м2 К/Вт
U= 0,63 Вт/м2-К
° Если утеплитель уложен только между балками (или стропильными нога-
ми) то балки (стропила) могут приниматься в расчет с высотой сечения,
равной толщине слоя утеплителя.
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Причина. Тепловой поток идет кратчайшим путем.
0,18	1
0,035 +12
Пространство между балками (стропилами): ЯТ2 =- +
8
= 5,35м2 • К/Вт
<7= 0,19 Вт/м2 • К
Примечание. Т.к. длина стропил и слоя утеплителя одинаковы, расчет мож-
но проводить только относительно ширины.
0,87
_ U1'b^U2b2 _ 0,63 • 0,12 + 0,19 • 0,75
ср" bl+b2
и = 0,25Вт/м2 • К
Пример 9.
Крыши-мансарды с утеплителем между стропильными ногами и с утепле-
нием стропил.
Рис. 1.54. Расположение утеплителя
Рис. 1.54. Прохождение теплового
потока
Требуется определить:
Средний коэффициент теплопередачи U (величину U).
Решение:
Сечение стропильной ноги: RTl = — + — + — = -+——+—
TJ ht Л h, 8 0,13 12
R? = 1,90м2 • К/Вт
U= 0,53 Вт/м2 -К
п	г ,	v „	1	0,18	1
Пространство между балками (стропилами): кт2 = g + oo35 + i2
Я,. = 5,35м2 • К/Вт
U= 0,19 Вт/м2 -К
Ui bl +U1 -b^ _ 0,53 0,12+ 0,19-0,75
bt +b2	~	0,87
1. Теплозащита
Ucp = 0,24Вт/м2 • К
Примечание. Если слой утеплителя по обе стороны доведен до верхней гра-
ни стропильной ноги, то сечение стропильной ноги принимается в расчет
на всю его высоту.
Пример 10.
Кожух для наружных жалюзи над окном.
Рис. 1.55. Кожух для наружных жалюзи под окном
Гипсово-известковая штукатурка
Полистирольный пенопласт WLGr 035
Требуется определить:
Средний коэффициент теплопередачи U (величину U) и провести сравне-
ние с требованием Норм по теплозащите (WschVO).
Решение
1	d}	d2	1	1	0,015	0,06	1
— + - + --+ —=- + —-------+ —— + —
h-	Л	^2	К	8	0,70	0,035	12
Aj, = 1,94м2 • К/Вт
U= 0,51 Вт/м2 • К < ^допустимого = 0,60 Вт/м2 • К => требование выполня-
ется.
Пример 11.
Перекрытие с напольным отоплением.
Керамическая плитка
Стяжка с проложенными в ней элементами отопления ZE 35
Пеностекло WLGr 050
Плита перекрытия В15
Защитная фольга
Тощий бетон
Рис. 1.56. Состав перекрытия
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Требуется определить:
1. Сопротивление теплопередаче и сравнить с DIN 4108.
2. Общий коэффициент теплопередачи U (величину U) и сравнить с Нор-
мами по теплозащите (WschVO) (поэлементный метод).
Решение:
1.
=^i. + ^2 = 0Д8 + 0Д5=367м2К/Вт>_л =о,9Ом1 2К/Вт по DIN 4108,
° Я, Я, 0,05 2,1
строка 5.1 — требование выполняется.
Примечание. По Din 4108 при расчете сопротивления теплопередаче при-
нимаются в расчет только слои ниже отапливаемого слоя, и соотв. находя-
щиеся выше защитной фольги.
nr.	1	a, 1	1	0,18	0,15	1	2тг/г,
2. Ят =—-+—+—+— =—+—^— + —^—+—= 3,67м2К/Вт
т	Д	Д	Д he	-	0,05	2,1	оо
U = 0,27 Вт/м2 • К < U = 0,35 Вт/м2 • К => требование выполня-
’	'	допустимого ’	'
ется
Примечание. Так как слой утеплителя граничит с отапливаемым слоем а не
с воздушной прослойкой, отпадает также и необходимость в учете сопро-
тивления тепловосприятию 1 /h.
Пример 12.
Кожух для наружных жалюзи и экранирование отопительного прибора.
Требуется определить:
1. Толщину d внутреннего утеплителя кожуха.
2. Материал и толщину экрана за отопительным прибором.
Решение:
1. ят =—+«+—
he
1	1 0,015 d 1
0,60_ 8 0,70 0,04 12
d = 0,057м
Принимаем d = 60мм
2. Выбрано: покрытая с двумя сторон пластиком пенополиуретановая па-
нель; WLGr 030 (пластиковым покрытием в расчете пренебрегаем).
J_=l d 1
0,9 “ 8 + 0,03 8
d = 0,026м	Принимаем d — 30мм
1. Теплозащита
U < 0,6 Вт/м2  К
доп ’	'
Известково-гипсовая штукатурка
Полистирольный пенопласт WLGr 040
Рис. 1.57. Разрез по стене
Пример 13.
Наружная стена средней в ряду секции дома блокированного типа.
Рис. 1.58. Фасад стены
Стена: PPW2-0,4-24DF-365
Внутренняя штукатурка: известково-гипсовый раствор; d = 15мм.
Наружняя штукатурка: известково-цементный раствор; d — 20мм
Окна, дверь: J7F= 1,ЗВт/м2К
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Требуется определить:
Выполнение дополнительных требований Норм по теплозащите.
Решение:
К
1	1	0,015	0,365	0,02	1	2тг/о
— = - + —-----+ —----+ -^—+ — = 2,646м2К/Вт
he	8	0,70	0,15	0,87	23
U = 0,38Вт/м2 • К
стены ’	'
„„ = 8.99'2,875 - 0,01 -1,26 — 1,01 • 2,01 - 1,51 • 1,26 • 2 = 17,48м2
стены	*	д
и	= 1,ЗВт/м2 • К
А	= 8,37м2
окон ’
..	• Дж» _ 0.38 17,48 +1,3 8,37
Ср-<М"’	А^+А™	25,85
Цр еокна+стена)= 0,68Вт/м2 • К <	= 1,0Вт/м2 • К - требования выпол-
няются.
Пример 14.
Замкнутая неотапливаемая стеклянная пристройка (зимний сад).
Рис. 1.59. Разрез по стене
1. Теплозащита
Остекление
стеклопакетами
Известково-
цементная
штукатурка
Известково-
гипсовая
штукатурка
Рис. 1.60. План
t/F = 1,4W/m2K
5=0.6
3.51
2.26
,1.50
HLzW 0,7-4 с LM 36


Дано:
Наружный фронт стены с пристроенным зимним садом.
Требуется определить:
Тепловой поток с- и без зимнего сада для южной ориентации стены и для
западной ориентации стены при температуре в помещении вп= 20°С и при
наружной температуре 0Ь= -10°С.
Формула: Q = т  с • Д6>
Решение:
о
v о, стены
1,11	0,015	0,365 0,02	1
---F R Ч----—-----1-------1-------1-----1----
Ле 8	0,70	0,18	0,87	23
2К/Вт
и = 0,45Вт/м2 • К
стены	’	7
А = 6,51-3,615-3,51-2,26 = 15,60м2
стены	’	’	’	’	’
А = 3,51-2,26 = 7,93м2
ОКОН ’	’	’
Для стены кожной ориентации
^эквокна=	—	= ^’4 — 0,6 • 2,4 = —0,04Вт/м2 • К (теплопоступление)
Без зимнего сада.
Тепловой поток из помещения в наружный воздух.
Q~U -A	А (0, - & ) = 0,45 • 15,60 • 30-
- 0,04 • 7,93 • 30 = 201,08Вт
С зимним садом:
Тепловой поток из помещения в зимний сад.
Q = ^стены ‘ Лтены ’ CTd(0Li “ 4J + Чквокна ’ Лкна ’ ^TD^Li ~	= 0’45 *
15,60 • 0,6 • 30 - 0,04 • 7,93 • 0,6 • 30 = 120,65Вт
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Для стены западной ориентации.
= 1,4 - 0,6 • 1,65 = 0,41Вт/м2 • К
Тепловой поток без зимнего сада.
Q = 0,45 • 15,60 • 30 - 0,41 • 7,93 • 30 = 308,14Вт
Тепловой поток при наличие зимнего сада.
Q = 0,45 • 15,60 - 0,6 - 30 - 0,41 • 7,93 - 0,6 • 30 - 184,88Вт
Пример 15,
Дача.
Данные:
•	Помещение 1.
Граница снизу: граничит с грунтом через невентилируемое подполье.
•	Помещение 2.
Граничит с грунтом.
•	Окна имеют коэффициент теплопередачи (величину U) 1,2 Вт/м2К.
•	Величина U наружной двери, имеющей 70% остекления составляет 2,6
Вт/м2К.
•	Общий энергетический коэффициент пропускания окон составляет 0,6,
наружной двери — 0,8.
•	Высота помещения в свету 2,45м.
Требуется определить:
1.	Соответствие указаниям DIN 4108.
2.	Соответствие указаниям Норм по теплозащите.
2.1.	По поэлементному методу.
2.2.	По методу энергетического баланса.
h— Известково-гипсовая штукатурка
--- PPW2-0,5-499x365x249 (газобетонные блоки)
--- Известково-цементная штукатурка
.2
Рис. 1.61. Состав стены
7. Теплозащита
Рис. 1.62. План
Железобетон----- ---PUR WLGr 035 (пенополиуретан)
Рис. 1.63. Состав крыши
Пеностекло WLGr 050
Рис. 1.64. Состав пола
Буковый паркет
Стяжка с проложенными в ней элементами отопле-
ния ZE 35
Решение:
в..,..-1 +	+1+	+	+ 4S +1..уалда.
	Л,.	Л,. 8	0,70	0Д7	0,87 23
U = 0,42Вт/м2 • К; R = 2,19м2 • К/Вт
стены ’	'	’ стены ’	'
Пол: помещение 1.
^Т,пол1
1 0Д5
оо + 0,05 +
—+ — = 3,16м2К/Вт
2,1 12
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Ц™. = 0,32Вт/м2 • К; = 3,08м2 • К/Вт
ЯТпол2 = — + — + — = 3,076м2К/Вт
•	0,05	2,1 °о
U = 0,ЗЗВт/м2 • К; R. = 3,08м2 • К/Вт
ПОЛ2 3	1	3 ПОЛ2 ’	•
Расчетная высота:
h = 2,45 + 0,325 + 0,40 = 3,175м
Атк = (9,53 + 7-03) ' 2 • 3,175 - 1,51 • 1,26 - 1,76 • 1,26 - 1,01 • 2,12 =
= 97,63 м2
Лпол1 = 6,26 • 3,99 = 24,98м2
А = 9,53 • 7,03 - 24,98 = 42,02м2
А +А = 7,53м2
окон двери ’
К граничащим с грунтом плоскостям относится также цокольная часть
стены в помещении 1.
Крыша:
n	1	0,015	0,14	0,16	0,01	1	2т/.^
крыши — 7Г "I '-------------'--------'-------1---— 4,88м К/Вт
Т,крыши	g	ад7	2Д	ода	од7
= 0>20Вт/м2  К; R^ = 4,71м2 • К/Вт
4™ = 9,53-7,03 = 67,0м2
1.	Соответствие указаниям DIN 4108
Стены:
сущ. == 2,19м2 • К/Вт > 7?	= 1,2м2 • К/Вт — требование выпол-
няется (строка 1.1)
Пол:
сущ. /?пол1 = 3,08м2 • К/Вт > i?,ipeG пол1 = 0,90м2 • К/Вт — требование выпол-
няется (строка 5.1)
сущ. /?тол2 = 3,08м2 • К/Вт > пол2 - 0,90м2 • К/Вт — требование выпол-
няется (строка 5.2)
Крыша:
СУЩ- Акрь„„и = 4>71м2 ’ К/Вт > R^ = 1,2м2 • К/Вт - требование вы-
полняется (строка 8.2)
7. Теплозащита
2.	Соответствие указаниям Норм по теплозащите (WSchVO)
2.1.	Поэлементный метод.
сущ. С/стен = 0,42Вт/м2 • К < £7оп стен = 0,50Вт/м2 • К - требование выполня-
ется.
сущ. С/ол1 = 0,32Вт/м2 • К < С/цоппол1 = 0,35Вт/м2 • К - требование выпол-
няется.
сущ. Г'псл? = 0,ЗЗВт/м2  К < Ц!СП[ЮЛ? = 0,35Вт/м2 • К - требование выпол-
няется.
сущ. U = 0,20Вт/м2 • К < U = 0,22Вт/м2 • К — требование вы-
полняется.
сущ. If = 0,60Вт/м2 К < и = 0,70Вт/м2 • К
U смотри 2.2
ср.экв.окон
2.2.	Метод энергетического баланса.
Окна:
Ориентация — Юг:
и =и	„ =Ц -g -SL = 1,2 — 0,6 • 2,40 =-0,24 Вт/м2 - К
eq,F,S экв.окон, ориент Юг F °F F,S ’	’	’	’	'
— теплопоступления
A F = 1,01-1,26= 1,27м2
Ориентация — Восток/Запад:
Ц, FO/W = 1,2 - 0,6 • 1,65 = 0,21 Вт/м2 • К
<f,o/w = V6 ’ 1,26 + 1,51  1,26 = 4,12м2
Ориентация Север:
U = 2,6 - 0,8 • 0,95 = 1,84 Вт/м2 • К
eq,F,N ’	’	’	’	7
<f,n =1,01-2,12 = 2,14м2
_ Upjs ' ^f.s +^f/o/w ' ^f.o/w +^f.n ' ^f.n _ ~ 0,24 • 1,27 + 0,21  4,12 +1,84  2,1
cp.3KB.OKCH ~	Af	~	7ДЗ
U =0,60 Вт/м2 K<U	=0,70 Вт/м2-К-требование
ср.экв.окон ’	7	доп.ср.экв.окон ’	7	Г
выполняется
Годовая потребность в тепловой энергии при учете солнечных теплопос-
туплений через U
J	г ср.экв.окон-
Gh = 0,9(Gt + Cl)-Gi
Потребность в тепловой энергии на восполнение теплопотерь за счет
теплопередачи ограждающих конструкций:
G =84(Г -Л + £7 -Л +0,5-17 -Л , + 0,5 • U -Л +
х стен стен ср.экв.окон окон ’ пол1 пол1 ’ пол2 пол2
0,8-Г -Л )
’ крыши крыши-7
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты 97
ст = 84(0,42 • 97,63 + 0,60  7,53 + 0,5 • 0,32 • 24,98 + 0,5 • 0,33 • 42,02 + 0,8
• 0,20 - 67,0) = 5642,51 кВт • ч/год
Потребность в тепловой энергии на восполнение теплопотерь за счет
вентиляции:
£4=18,28 Г
Ql = 18,28  9,53 • 7,03 • 3,175 = 3888,38 кВт  ч/год
Внутренние теплопоступления
С, = 8,0- V
Ql = 8,0 • 212,71 = 1701,68 кВт • ч/год
Годовая потребность в тепловой энергии на отопление:
Сн = 0,9 (5642,51 + 3888,38) - 1701,68 = 6876,12 кВт • ч/год
Площадь наружных ограждающих конструкций:
А = А +А +А +А =97,63 + 7,53 + 67,0 + 24,98 + 42,02 =
= 239,16м2
Строительный объем:
V= 9,53 • 7,03  3,175 = 212,71 м3
A/V= 239,16м2/212,71м3 = 1,12м1 > 1,05м~1
=> доп. (7Н = 32кВт • ч/м3 • год
=> С’н = 100кВт • ч/м2 • год
Сн = Сн/И= (6876,12 кВт • ч/год)/(212,71м3) - 32,3 кВт • ч/м3 • год >
Сн = 32,0 кВт  ч/м3 • год — требование почти выполняется.
G"H = GH/4 = (6876,08 кВт • ч/м3 • годУ^Згм-1 • 212,71м3) =
= 101,0 кВт • ч/м2 • год > С’н = 100 кВт  ч/м2 • год — требование почти
выполняется.
Требуемое минимальное значение годовой потребности в тепловой энер-
гии на отопление на м3 или м2 могут быть с большим трудом выполнены
при учете солнечных теплопоступлений через эквивалентные значения ве-
личины U окон* . Если требования поэлементного метода еще выполняют-
ся без проблем, то по методу энергетического баланса соответствие требо-
ваниям Норм по теплозащите обеспечивается с трудом.
* Простейшим способом обеспечить соответствие по методу энергетического ба-
ланса является увеличение площади окон, ориентированных на Юг (до определен-
ного предела) и уменьшение площади остекления входной двери, ориентирован-
ной на Север (прим, ред.)
1. Теплозащита
Определение годового энергопотребления на отопление при раздельном
расчете солнечных теплопоступлений.
Южная ориентация:
Qs = 0,46  I • gF • Af = 0,46 • 400кВт • ч/м2 • год • 0,6 • 1,27м2 =
= 140,21 кВт - ч/год
Ориентация Запад/Восток:
Qs = 0,46 • 275кВт • ч/м2 • год - 0,6 - 4,12м2 = 312,71 кВт - ч/год
Ориентация Север:
Cs = 0,46 • 160кВт • ч/м2 - год • 0,6 • 2,14м2 = 126,0 кВт • ч/год
Всего: Qs = 578,92 кВт • ч/год
Потребность в тепловой энергии на возведение теплопотерь за счет теп-
лопередачи наружных ограждающих конструкций.
Q =84(t/ -A + U -A +U -А , + 0,5-tf -А +0,5*
v стен стен окон! окон1 окон2 окон2 ’ пол1 пол! ’
и -A э + 0,8 • t/ -А )
пол2 пол2 ’ крыши крыши7
ст = 84(0,42 • 97,63 + 1,2 • 5,39 + 2,6  2,14 + 0,8 • 0,20  67,0 + 0,5 - 0,32 
24,98 + 0,5 • 0,33 • 42,02) = 6273,68 кВт • ч/год
Годовая потребность в тепловой энергии на отопление.
ен=о,9(ет+еь)-е1-е8
QH = 0,9 (6273,68 + 3888,38) - 1701,68 - 578,92 = 6865,25 кВт • ч/год
Максимальная потребность в тепловой энергии на м3.
G’h = GH/^= (6865,25 кВт  ч/год)/(212,71м3) = 32,3 кВт  ч/м3 • год >
б’н = 32,0 кВт  ч/м3 • год — требование почти выполняется.
Максимальная потребность в тепловой энергии на м2.
G”H = Gh/^n = (6865,25 кВт • ч/м3 • год)/(0,32м-1 • 212,71м3) =
= 100,9 кВт • ч/м2  год > Q”H =100 кВт  ч/м2  год — требование почти
выполняется.
Расчет показал, что оба варианта получения годовой потребности в теп-
ловой энергии на отопление — раздельное определение солнечных тепло-
поступлений и учет их в эквивалентной величине U окон дают примерно
одинаковые результаты.
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Объект: Дача						
1. Отапливаемый строит.объем	Площадь наружных теплопередающих V: 212,71м3.	конструкций:239,10м2.						
2. Потребность в тепловой энергии на восполнение теплопотерь через наружные ог- раждающие конструкции.						
Колонка	1	2	3	4	5	6 = 3-45
Строка	Элемент	Краткое обозна- чение	Площадь А в м2	Величина U в Вт/м2К	Коэф- фици- ент/	
2.1.	Стена.	W1	97,63	0,42	1,0	41,0
		W2				
		W3				
		W4				
2.2.	Окно.	F1	2,14	2,6	1,0	5,56
		F2	1,90	1,2		2,28
		F3	2,22	1,2		2,66
		F4	1,27	1,2		1,52
2.3.	Крыша, перек- рытие холод- ного чердака	D1	67,0	0,20	0,8	10,72
		D2				
2.4.	Площадь пола на грунте, пе- рекрытия над подвалом, цо- кольных стен	G1	24,98	0,32	0,5	4,0
		G2	42,02	0,33		6,93
2.5.	Строительные элементы, отде- ляющие отап- ливаемые и не- отапливаемые помещения	АВ1			0,5	
		АВ2				
2.6	Перекрытия над проездами	DL			1,0	
						
		ZA	239,16	ъи-A f	74,67		
			Ст = 84-0,9ЕСЛЛ/	5645,05			
3	Потребность в тепловой энер- гии на воспол- нение теплопо- терь за счет вентиляции	Ql = 0,9  18,28 -V-fL= 18,28 • 212,71 • 0,9				3499,50
	.4=1,0 без вентиляционной установки; /L в зависимости от вида вентиляционной установки 0,95, 0,8 или 0,8-65/t]w					
Колонка	1		2	3	4	5	6 = 34-5
Строка	Элемент		Краткое обозна- чение	Площадь А вм2	Величина (/н Вт/м2К	Коэф- фици- ент/	
4	Солнечные теплопоступле- ния		Юг Восток Запад Север	Qs = 0,46-/-gF-ZF Qs = 0,46  400  0,6 • 1,27 Qs = 0,46 • 275 • 0,6 • 1,90 Qs = 0,46 • 275 • 0,6  2,22 Cs = 0,46 - 160 0,8-2,14			140,21 144,21 168,50 126,00
							578,92
5	Внутренние теплопоступле- НИЯ						
			В обычных зданиях б1 = 8,0 • V= 8 - 212,711701,68				
			В зданиях бюро	Q, = 10 • V				
6	Годовая потреб- ность в тепло- вой энергии на отопление		факт. ен = ет + Ql - Qs - Q,				6836,95 кВт-ч/год
							-
							
	Отношение: теплопередающие ограждающие конструкции / отап- ливаемый строительный объем				A/V= 239,16/212,71		1,12
7.	Требование	доп.0’н = (17,32-Л/Г+ 13,82)/0,32					100,0 кВг'чАтгод
		факт.е"н = ен/0,32- Г					100,8 кВгцДйод
							
		доп.е’н = (17,32-Л/Г+ 13,82)					32,0 кВг-ч/уйод
		факт.С,н = Сн/К= 6863,95/212,71					32,3 ъВг-ч/уйод
					Требование выполнено:		Прибли- женно
Пример 16.
Дача.
Требуется определить:
1. Соответствие требованиям DIN 4108.
2. Соответствие указаниям Норм по теплозащите (WSchVO)/
1.1	По поэлементному методу.
1.2	По методу энергетического баланса.
1.2.1.	При отдельном определении солнечных теплопоступлений
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
1,2.2.	При учете солнечных теплопоступлений в эквивалентной величине
{/окон.
ДСП плоского прессования
Полиуретан WLGr 040
Beton В25
Пенополиуретановые плиты WLGr 035
Известково-гипсовая штукатурка
Рис. 1.65. Чердачное перекрытие
Рис. 1.66. Перекрытие над подвалом
Керамическая плитка
Стяжка
Пеностекло WLGr 050
Плита пола
Гидроизоляция
Тощий бетон
Рис. 1.67. Пол по грунту в части здания без подвала
Рис. 1.68. План первого этажа
1. Теплозащита
Рис. 1.69. Разрез
Наружная стена
Рис. 1.70. Состав стены
Известково-цементная штукатурка
PPW 2-05-499x240x240
Гипсокартонные плиты. Соединенные с пенопластом.
Данные:
Входная дверь: величина
Окно в помещении без подвала:
Стена в подоконных нишах:
UF = 1,3 Вт/м2 - К; неостекленная
£f = 0,67
Uf = 2,0 Вт/м2 • К
Sf = 0,8
d= 11,5см
PPW 2-0,4
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты 103
Решение:
Наружная стена
„	1 dx	d2	d3	d,	1	1	0,01	0,04	0,24	0,02	1
7?twi =— + — + — + — + — + — = -+——+——+ —+ —+ —
Л,	Л2	Л3	ЛА	he	8	0,21	0,04	0,17	0,87	23
= 2,65м2 • К/Вт; = 2,48м2 • K/Вт => Uwl = 0,38Вт • м2/К
= (9,965 + 6,465)  3,08 • 2 + (4,445 • 2 + 6,465) • 0,045
(Дй = 3,125 - 3,08) - (окна)
- 1,76  2,26 • 2 - 2,51 • 1,51 - 1,135 • 1,01
-(дверь) 1,01-2,135
— (подоконные части стены)
- 0,875 • 1,76 • 2 - 2,51 • 0,625 - 1,135 • 0,90
= 101,90 - 9,37 - 2,16 - 5,67 = 84,70м2
Подоконные ниши.
Примечание. В подоконных нишах величина U наружной стены не должна
быть превышена.
р _ I	, ^1 , ^2 ,	^3 , ^4	, 1
TW2 h,	Л1	Л2	Л3 ЛА	he
1	1	0,01	d	0,115	0,02	1
0,38 ~ 8	0,21	Ц04	0,15	087	23
d = 0,065м
треб. ’
принимаем: d = 80мм
Фактическое
„	1 d, d2 d3 dA 1	1 0,01 0,08 0,115 0,02 1
Rtvn =— + — + — + — + — + — = - +---+—— + —-----+ —— + —
Л, Д Л2 Л3 ЛА he 8 0,21 0,04 0,15 0,87 23
= 3,005м2 • К/Вт; RV2 = 2,84м2 • К/Вт => Um = 0,33Вт • м2/К
Ат = 5,67м2
Перекрытие над подвалом.
„	1 d. d2 d3 d. 1	1	0,06	0,10	0,16	0,015 1
h, Д Л2 Л3 ЛА he 6	1,4	0,035	2,1	0,87	6
= 3,326м2 • К/Вт; RCI = 2,99м2 • К/Вт => U& = 0,30Вт • м2/К
Аг, = 5,52 • 6,465 = 35,69м2
О1 3	3	’
Пол по грунту.
1 dx d. d, d4 1	1 0,01 0,06 0,15 0,016	1
ЛТГ9= — + — + -1 + — + — + — = - +-----+----+-----+------+ —
TG2 h, \ Л, Л, he 6	1,0	0,90	0,05	2,1 oo
R^C2 = 3,32м2 • К/Вт; Rq2 = 3,15m2 • К/Вт => UQ2 = 0,30Br • m2/K
= 4,445 • 6,465 = 28,749м2
<j2
Чердачное перекрытие:
1	0,015	0,10	0,16	0,05	0,019	1
/?т D = —i-----1------1----1----1------1—-
8	0,70	0,035	2,1	0,04	0,13	12
RXD = 4,559м2 • К/Вт; Rd = 4,35м2 • К/Вт => UC2 = 0,22Вт • м2/К
= 9,965 • 6,465 = 64,42м2
1.	Соответствие требованиям DIN 4108.
факт. AW1 = 2,48м2 • К/Вт > треб. Rw = 1,2м2 • К/Вт требование выпол-
няется (строка 1.1)
факт. T?W2 = 2,84м2 • К/Вт > треб. Rw = 1,2м2 • К/Вт требование выпол-
няется (строка 1.1)
факт. RC} = 2,99м2 • К/Вт > треб. RA — 0,90м2 • К/Вт => требование выпол-
няется (строка 7)
факт. RC2 = 3,15м2 • К/Вт > треб. RA = 0,90м2 • К/Вт требование выпол-
няется (строка 5.1)
факт. Rd = 4,35м2 • К/Вт > треб. RD = 0,90м2 • К/Вт => требование выпол-
няется (строка 6)
2.	Соответствие требованиям Норм по теплозащите
2.1.	Поэлементный метод.
факт. = 0,38Вт • м2/К < треб.	= 0,50Вт • м2/К => требование выпол-
няется
факт. Щ2— 0,33Вт • м2/К < треб. f/w = 0,50Вт • м2/К => требование выпол-
няется
факт. t/G1 = 0,30Вт • м2/К < треб. Uc = 0,35Вт • м2/К => требование выпол-
няется
факт. UC2= 0,30Вт • м2/К < треб. Uc = 0,50Вт • м2/К =>требование выпол-
няется
факт. UD= 0,22Вт • м2/К = треб. UD = 0,22Вт • м2/К => требование выпол-
няется
Окно:
Ueq,F = UF ~	* ‘S’f выходит/входит
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Юг. t/qFS1 = 1,ЗВт/м2 • К - 0,67 • 2,4Вт/м2 • К = -0,31Вт/м2 • К- тепло-
поступления
tfeqjRS2 = 2,0 - 0,8 • 2,4 = 0,08Вт/м2 • К
Восток: t/eq E0 = 2,0Вт/м2 • К - 0,8 • 1,б5Вт/м2 • К = 0,68Вт/м2 • К
Запад: Uq FW = 1,ЗВт/м2 • К - 0,67 • 1,65Вт/м2 • К = 0,19Вт/м2 • К
_ ^eqF.Sl ’ ^F.Sl + ^eq.F.S2 * ^F.S2 + cq.F.O ’ Aq.F.O + cq.FW ' Aq.pw _
U cp.eq.F ~	~	—
-0,31-3,79+ 0,08-2,22+ 0,68-1,15+ 0,19-2,22	, 2тг
9,38
факт. t/p eqF = 0,022Вт/м2 • К < доп. Ucp eqF = 0,022Вт/м2 • К - требование
выполняется.
2.2.	Метод энергетического баланса.
2.2.1.	Годовая потребность в тепловой энергии на отопление при отдельном
определении теплопоступлений от Солнца.
ен=о,9 (ст +cL)-e,-es
Потребность в тепловой энергии на восполнение теплопотерь за счет
теплопередачи через ограждающие конструкции (трансмиссионные тепло-
потери).
Ст — 84 (£7WI •	+ t/W2 • t4W2 + t/F1 • Afj + UF2 • Af2 + t/T • A? + 0,5 • t/G1 • ЛС] +
+ 0,5-FG2-42 + 0,8-£/d-4)
QT = 84 (0,38  84,70 + 0,33 • 5,67 +1,3- 6,01 + 2,0 • 3,36 + 2,6 • 2,16+
+ 0,5 • 0,30 • 35,69 + 0,5  0,30 • 28,74 + 0,8 • 0,22 • 64,42) =
=6317,52 кВт • ч/год
Потребность в тепловой энергии на восполнение теплопотерь за счет
вентиляции при учете степени воздухообмена 0,8 (80%).
Ql= 18,28- К
Ql = 18,28 • (9,965 • 6,465 • 3,08 + 4,445 • 6,465 • 0,045) = 18,28 • 199,71 =
= 3650,85кВт  ч/год
Внутренние теплопоступления через так как h < 2,60м.
Q, = 25 • 4 = 25 • 0,32 • К= 25 • 0,32 • 199,72 = 1597,76 кВт  ч/год
или Q = 8,0 • V= 8,0 • 199,72 = 1597,76 кВт • ч/год
Солнечные теплопоступления.
Cs = 0,46Z-gF-4
Юг: Qs = 0,46 • 400(0,67 • 3,79 + 0,8 • 2,22) = 794,02кВт • ч/год
Восток: Qs = 0,46 • 275 • 0,8 • 1,15 = 116,38кВт • ч/год
Запад: Qs = 0,46 • 275 • 0,67 • 2,22 = 188,16кВт • ч/год
Всего: Qs = 794,02 + 116,38 + 188,16= 1098,56кВт • ч/год
Годовая потребность в энергии на отопление.
Сн = 0’9 (Gt+Gl)-G,-Cs
QH = 0,9(6317,52 + 3650,85) - 1597,76 - 1098,56 = 6275,21кВт  ч/год
Площадь теплообменивающих (наружных) ограждающих конструкций.
А =А„ + А, +А +А +А. + А, +Л = 84,70 + 5,67 + 9,38 + 2,16 + 35,69 +
64,42 = 230,7бм2
Отапливаемый строительный объем.
У= 9,965 • 6,465 • 3,08 + 4,425 • 6,465 • 0,045 = 199,72 м3
A A,v + Ас +AD 230,76м2
_ = g---------о =-----,-- = 1 16 м-J > 1,05 =>
V V 190,72м3
=> доп.(7н = 32,0кВт • ч/м3 • год => 0"н = 100,0кВт • ч/м2 • год
Годовая потребность в энергии на отопление на м3 строительного
объема.
GH 6275,2
Gh = — = 199 72м3 = 31,4кВТ ’Ч/М ’ ГОД Д0П’ °н =
= 32,0кВт • ч/м3 • год => требование выполняется.
Годовая потребность в энергии на отопление на м2 полезной площади
здания.
_ Он _	6275
Qh ~ А " 0,32м-1 • 199,72м3 = 98’2кВт ’ч/м ’ГОД < Д0П’ С"н =
= 100,0кВт • ч/м2 • год требование выполняется.
2.2.2.	Годовая потребность в энергии на отопление при учете солнечных
поступлений через величину U окна.
Потребность энергии на возмещение «трансмиссионных» теплопотерь.
GT — 84 (fcwi • ?4W1 + kw' >1W2 + k^ eq F • >4F + kr • Лт + 0,5 • fcG1 • ЛС1 + 0,5 kC2
A2 + o,8-v4)
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
GT = 84 (0,38 • 84,70 + 0,33 • 5,67 + 0,022 • 9,38+2,6 • 2,16 + 0,5 • 0,30 •
35,69 + 0,5 • 0,30 • 28,74 + 0,8 • 0,22 • 64,42) = 5114,08 кВт • ч/год
Потребность в энергии на возмещение теплопотерь от вентиляции
Ql= 18,28 • V= 18,28 • 199,72 = 3650,88кВт- ч/год
Внутренние теплопоступления.
G, = 25 	= 25 • 0,32 • 199,72 = 1597,76 кВт • ч/год
Годовая потребность в энергии на отопление.
GH = 0,9(GT+GL)-G,
GH = 0,9(5114,08 + 3650,88) - 1597,76 = 6290,70кВт • ч/год
Годовая потребность в энергии на отопление на м3 строительного
объема.
GH 6290,7
Gh = V = 199,72м3 = 31’5кВт ’ ч/м3 ’ год < доп- =
= 32,0кВт • ч/м3 * год => требование выполняется.
Годовая потребность в энергии на отопление на м2 полезной площади
здания.
Сн =
Си
>4n
6290,7
0,32м-1 199,72м3
= 98,4кВт • ч/м2 • год < доп. (7’н =
= 100,0кВт  ч/м2 • год => требование выполняется.
Расчет по обеим методикам по Нормам теплозащиты (WSchVO) пока-
зал, что по поэлементному методу конструкции проходят хорошо, тогда как
по методу энергетического баланса выполнение требований Норм проис-
ходит с большим трудом. Так как поэлементный метод можно применять
только в домах высотой не более 2-х полных этажей или имеющих не более
3-х квартир, то для небольших зданий, вследствие его простоты его приме-
нение более целесообразно.
1. Теплозащита
Объект: Дача						
1. Отапливаемый строит.объем	Площадь наружных теплопередающих V: 199,72м3.	конструкций:230,76м2.						
2,Потребность в тепловой энергии на восполнение теплопотерь через наружные ог- раждающие конструкции.						
Колонка	1	2	3	4	5	6 = 3-45
Строка	Элемент	Краткое обозна- чение	Площадь А в м2	Величина U в Вт/м2К	Коэф- фици- ент/	
2.1.	Стена.	W1	84,70	0,38	1,0	32,19
		W2	5,67	0,33		1,87
		W3	2,16	2,6		5,62
		W4				
2.2.	Окно.	F1	2,22	1,3	. 1,0	2,89
		F2	1,15	2,0		2,30
		F3	3,79	1,3		4,93
		F4	2,22	2,0		4,44
2.3.	Крыша, перек- рытие холод- ного чердака	D1	64,42	0,22	0,8	11,32
		D2				
2.4.	Площадь пола на грунте, пе- рекрытия над подвалом, цо- кольных стен	G1	35,69	0,30	0,5	5,35
		G2	28,74	0,30		4,31
2.5.	Строительные элементы, отде- ляющие отап- ливаемые и не- отапливаемые помещения	АВ1			0,5	
		АВ2				
2.6	Перекрытия над проездами	DL			1,0	
						
		£А	230,76	YU-A-f	75,24		
			Ог=84 0,9 Е1АЛ/	5688,14			
3	Потребность в тепловой энер- гии на воспол- нение теплопо- терь за счет вентиляции	Gl = 0,9  18,28 • K-/L = 0,9  18,28 - 199,72				3285,79
	/L=l,0 без вентиляционной установки;/L в зависимости от вида вентиляционной установки 0,95, 0,8 или 0,8-65/t]w					
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Колонка	1		2	3	4	5	6 = 3-45
Строка	Элемент		Краткое обозна- чение	Площадь А вм2	Величина U в Вт/м2К	Коэф- фици- ент/	
4	Солнечные теплопоступле- ния		Юг1 Юг2 Восток Запад	Gs = 0,46/g„-4, Qs = 0,46 • 400  0,67 • 3,79 Qs = 0,46 • 400  0,8 • 2,22 Qs = 0,46 -275 0,8- 1,15 Cs = 0,46 • 275 • 0,67 • 2,22			467,23 326,78 116,38 188,16
							1098,55
5	Внутренние теплопоступле- НИЯ						
			В обычных зданиях Qt = 8,0 • V= 8 • 199,72 1597,76				
			В зданиях бюро	Qx = 10 • V				
6	Годовая потреб- ность в тепло- вой энергии на отопление		факт. Сн = Ст + CL - Gs - С]				6277,62 кВт-ч/год
							
							
	Отношение: теплопередающие ограждающие конструкции / отап- ливаемый строительный объем				A/V= 230,76/199,72		1,16
7.	Требование	доп.О"н = (17,32 -A/V+ 13,82)/0,32					100,0 кВг-ц^год
		факт.0'н = Сн/0,32 • V					98,2 кВт-ч/м^год
							
		лоп.О’н = (17,32 -A/V+ 13,82)					32,0 кВгчДАод
		факт.<2'н = Сн/И= 6277,62/199,72					31,4 кВг-чДйод
					Требование выполнено:		Да
110 1. Теплозащита
Пример 17.
Сравнение годовой потребности в энергии на отопление отдельного дома и
дома блокированного типа.
1,26 f I 1,26
Рис. 1.71. План дома блокированного типа
Рис. 1.72. План отдель-
ного дома
Отдельный дом.
Данные:
Наружные стены
Окна:
Uw = 0,40Вт/м2 • К
UF = 1,5Вт/м2 • К
gF = 0,7
Дверь:	t/T = 2,6Вт/м2 • К
Перекрытие над подвалами: Uc = 0,32Вт/м2 • К
d = 40см
Перекрытие 1-го этажа:	d = 34см
Перекрытие верхнего этажа: d = 42см
Высота в свету:	h = 2,35м
Первый этаж, верхний этаж и мансарда утеплены, подвал не отаплива-
ется.
Утепленная мансарда в рассмотрении не участвует. Площадь окон 1-го и
верхнего этажа одинаковы.
Решение:
Отдельный дом 1-й этаж:
Потребность в тепле на возмещение теплопотерь через конструкции.
0т = 84 (t/w • Д,+ ит  Аг+ Ц • Аг+ 0,5 • ис • Ас)
Ст = 84 (0,40 • 138,41 + 1,5 • 13,94 + 2,6 • 2,16 + 0,5 • 0,32 • 150) =
= 8894,76 • 0,9 = 8005,28кВт • ч/год
Потребность в тепле на возмещение теплопотерь за счет вентиляции.
CL=18,28-r
Ql= 18,28 • 15,0 • 10,0 • 3,09 = 8472,78 • 0,9 = 7625,50кВт • ч/год
Площадь ограждающих конструкций передающих тепло.
А = (15,0 + 10,0) • 2 • 3,09 + 10,0 • 15,0 = 304,51м2
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Отапливаемый строительный объем.
F= 10,0* 15,0 *3,09 = 463,5м2
Внутренние теплопоступления.
'Cj = 8,0-V
Q, = 8,0 • 15,0 • 10,0 • 3,09 = 3708кВт • ч/год
или
= 25 •	= 25 • 0,32 • 15,0 • 10,0  3,09 = 3708кВт • ч/год
Солнечные теплопоступления.
Qs = 0,46-/-gF-AF
Юг:	Qs = 0,46	• 400  0,7 • 5,05 = 653,02кВт • ч/год
Восток:	Qs = 0,46	• 275 • 0,7 • 3,16 = 279,82кВт • ч/год
Запад:	Qs = 0,46	• 275 • 0,7 • 3,16 = 279,82кВт • ч/год
Север:	Qs = 0,46	• 160 • 0,7 • 2,55 = 131,38кВт • ч/год
Всего:	Qs = 1344,04кВт • ч/год
Сн = 10578,74кВт • ч/год
А _ 304,50м2
V ~ 463,5м3
= 0,66м’1
макс. доп. Сн
17,32 0,66+ 13,82
0,32
= 78,9кВт - ч/м2 • год
факт. <2н =	’  =71,ЗкВт• ч/м2• год< 78,9кВт• ч/м2• год
0,32 • 463,5
Отдельный дом: верхний этаж.
Потребность в тепловой энергии на восполнение трансмиссионных
теплопотерь.
QT = 84 (0,40 • 124,56 + 1,5 • 13,94) = 5941,66 • 0,9 = 5347,49кВт • ч/год
Потребность в тепле на восполнение теплопотерь за счет вентиляции.
CL=18,28-r
Q = 18,28 • 15,0 • 10,0 • 2,77 - 7595,34 • 0,9 = 6835,81кВт • ч/год
Внутренние теплопоступления.
3 = 8,0-Г
1. Теплозащита
^=8,0 • 15,0 • 10,0 • 2,77 = 3324кВт  ч/год
Солнечные теплопоступления.
Qs = 1344,04кВт - ч/год
Сн = 7515,26кВт • ч/год
Площадь наружных ограждающих конструкций.
А = (15 + 10) • 2,77 • 2 = 138,50м2
Отапливаемый строительный объем.
V= 15,0  10,0 - 2,77 - 415,50м3
А
V
138,50м2
415,50м3
= 0,33м’1
„„ 17,32 0,33 + 13,82	, 2
макс. доп. Он =-------------------= 61,1кВт  ч/м  год
0,32
факт. Си =
7515,26
0,32 - 415,50
= 56,5кВт  ч/м2  год < доп.(Х ~ 61,1кВт  ч/м2 • год
Концевая секция в доме блокированного типа: первый этаж.
Дц,—(15,0 • 2 + 10,0) • 3,09 — 10,77 + 2,16 = 110,67м2
Аг = 10,77м2
Aj = 2,16м2
Потребность в тепловой энергии на восполнение трансмиссионных
теплопотерь.
0т = 84 (C/w- Av+ Uf-Af+ Uf AT+ 0,5 • Uc  Ao)
QT = 84 (0,40 • 110,67 + 1,5 • 10,77 + 2,6 • 2,16 + 0,5  0,32 • 150,0) =
= 7563,28 • 0,9 = 6806,95кВт • ч/год
Потребность в тепле на восполнение теплопотерь за счет вентиляции
Ql= 18,28- V
Ql= 18,28 • 15,0 • 10,0 • 3,09 = 8472,78 - 0,9 = 7625,50кВт • ч/год
Внутренние теплопоступления.
С, = 8,0- V
Q= 8,0 • 15,0 • 10,0 - 3,09 = 3708кВт • ч/год
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты |
Солнечные теплопоступления.
Cs = 0,46/gF>lF
Юг:	Qs = 0,46 • 400 • 0,7 • 5,07 = 653,02кВт • ч/год
Запад:	Qs = 0,46 • 275 • 0,7 • 3,16 = 279,82кВт • ч/год
Север:	Qs = 0,46 • 160 • 0,7 • 2,55 = 131,38кВт • ч/год
Всего:	Qs = 1064,22кВт • ч/год
Сн = 9660,23кВт • ч/год
Площадь наружных ограждающих конструкций.
А = 273,60м2
Отапливаемый строительный объем.
V= 15,0 • 10,0 • 3,09 = 463,50м3
^=az^=0,59M-
V 463,50м3
макс. доп. (J* =
17,32-0,59 + 13,82
0,32
= 73,1к3, ч/м2-год
факт.
9660,23	з	к	2
Q -------------= 65,1к,1 -ч/м -год -< макс.доп.Он = 73,1к3, ч/м -год
0,32-463,50
Дом блокированного типа: крайняя секция, верхний этаж.
t4w= (15,0 • 2 + 10,0) • 2,27 - 10,77 = 100,03м2
Лт= 10,77м2
Потребность в тепловой энергии на возмещение трансмиссионных
теплопотерь.
(2Т = 84 (0,4 • 100,03 + 1,5 • 10,77) = 4718,03 • 0,9 = 4246,23кВт  ч/год
Потребность в энергии на возмещение теплопотерь от вентиляции.
CL= 18,28- V
Ql= 18,28 • 415,50 = 7595,34 • 0,9 = 6835,81кВт • ч/год
Внутренние теплопоступления.
= 8,0 • V
Q, = 8,0 • 415,50 = 3324кВт • ч/год
4 1. Теплозащита
Солнечные теплопоступления.
Gs = 0,46/gF‘4
Юг:	Qs = 0,46 • 400 • 0,7 • 5,07 = 653,02кВт • ч/год
Запад:	Qs = 0,46 • 275 • 0,7  3,16 = 279,82кВт  ч/год
Север:	Qs = 0,46 • 160 • 0,7 • 2,55 = 131,38кВт • ч/год
Всего:	Qs = 1064,22кВт • ч/год
QH = 6693,82кВт • ч/год
Площадь наружных ограждающих конструкций.
А = 110,80м2
Отапливаемый строительный объем.
V = 415,50м3
А
V
110,80м2
415,50м3
= 0,27м-1
_ 17,32 -0,27 + 13,82 __ _	/2
макс. доп. Он =------------------= 57,8кВт • ч/м • год
0,32
факт. Он =
6693,82
0,32  415,50
= 50,3кВт  ч/м3 • год -< доп.Он = 57,8к7, • ч/м2 • год
Дом блокированного типа: средняя секция, первый этаж.
= 15,0 • 2 • 3,09 - 7,61 -2,16 = 82,93м2
4 = 7,61м2
АТ = 2,16м2
Потребность в тепловой энергии на возмещение трансмиссионных
теплопотерь.
0т = 84 (0,4 • 82,93 + 1,5 • 7,61 + 2,6 • 2,16 + 0,5 • 0,32 • 150,0) =
= 6233,05 • 0,9 = 5609,75кВт • ч/год
Потребность в энергии на возмещение теплопотерь от вентиляции.
СЬ=18,28Г
2l= 18,28 • 15,0  10,0  3,09 = 8472,78 • 0,9 = 7625,50кВт • ч/год
Внутренние теплопоступления.
С, = 8,0К
Q= 8,0 • 463,50 = 3708кВт • ч/год
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Солнечные теплопоступления.
Gs = 0,46/gF*4
Юг:	Gs = 0,46 • 400 - 0,7 • 5,07 = 653,02кВт • ч/год
Север:	Q$ = 0,46 • 160 • 0,7 • 2,55 = 131,38кВт • ч/год
Всего:	Qs = 784,40кВт • ч/год
QH = 8742,85кВт  ч/год
Площадь наружных ограждающих конструкций.
А = 242,70м2
Отапливаемый строительный объем.
У= 463,50м3
Л = 242Д0м1 =
V 463,50м3
17,32-0,52 + 13,82	. 2
макс.доп. Он =--------------= 71,3кВт • ч/м • год
0,32
факт. Он - —**742,85— - 58,9кВт • ч/м3  год < доп.0н = 71,3к1, • ч/м2 •
0,32 • 463,50
Дополнительное условие для средней секции дома блокированного
типа:
U W+F = (0,4 • 82,93 + 1,5 • 7,61 + 2,6 • 2,16): 92,7 =
= 0,54Вт/м2 • К < 1,0Вт/м2 • К
Дополнительное условие для средней секции дома блокированного
типа:
4, = 15,0 • 2 • 2,77 - 7,61 = 75,49м2
Аг = 7,61м2
Г 7
Потребность в тепловой энергии на возмещение трансмиссионных
теплопотерь.
2Т = 84 (0,4 • 75,49 + 1,5 • 7,61) = 3495,32 • 0,9 = 3145,79кВт • ч/год
Потребность в энергии на возмещение теплопотерь от вентиляции.
GL=18,28K
Gl= 18,28 • 15,0 • 10,0 • 2,77 = 7595,32 • 0,9 = 6835,81кВт • ч/год
Внутренние теплопоступления.
Q^Sfi-V
Q, = 8,0 • 415,50 = 3324кВт • ч/год
6 1. Теплозащита
т
Qs = 0,46 • 400 • 0,7 • 5,07 = 653,02кВт • ч/год
Qs = 0,46  160 • 0,7 • 2,55 = 131,38кВт • ч/год
Qs = 784,40кВт • ч/год
Второй этаж.
Ст = 5347,49кВт • ч/год
Ql= 6835,81кВт • ч/год
Qj = 3324кВт - ч/год
Qs = 1344,04кВт • ч/год
= 7515,20кВт • ч/год
A/V= 0,33
Солнечные теплопоступления.
Gs = 0,46-/-gF-4
Юг:
Север:
Всего:
Сн = 5873,20кВт • ч/год
83-'"’ -0.2М-'
V 415,50м3
„„ 17,32-0,2 + 13,82	/2
макс.доп. gH =--------------= 54,0кВт  ч/м  год
0,32
факт. (X = —5873,20— _ 44 2кВт • ч/м2  год < доп.(Х = 54,0кВт  ч/м2 • год
0,32-415,50
Дополнительное условие для средней секции дома блокированного типа:
W+F = (0,4  75,49 + 1,5 - 7,61) : 83,1 = 0,50Вт/м2 • К < 1,0Вт/м2 • К
Ниже приведены результаты расчетов.
Отдельный дом.
Первый этаж:
QT ~ 8005,28кВт • ч/год
Ql= 7625,50кВт • ч/год
Q = 3708кВт • ч/год
Qs = 1344,04кВт • ч/год
QH = 10578,74кВт • ч/год
A/V= 0,66
макс.доп.
С"н = 78,9кВт • ч/м2 • год
факт.
(7'н = 71,3кВт • ч/м2 • год
Дом блокированного типа: крайняя секция.
Первый этаж.
Ст = 6806,95кВт • ч/год
Qv~ 7625,50кВт • ч/год
Q} = 3708кВт  ч/год
Gs = 1064,22кВт  ч/год
Сн = 9660,23кВт • ч/год
(7'н = 61,1кВт • ч/м2 • год
2"н = 56,5кВт • ч/м2 • год
Второй этаж.
Ст = 4246,23кВт • ч/год
Ql= 6835,81кВт  ч/год
Qj = 3324кВт • ч/год
Qs = 1064,22кВт • ч/год
QH = 6693,82кВт • ч/год
A/V= 0,27
A/V= 0,59
(7'н = 57,8кВт - ч/м2 • год
(7'н = 50,3кВт • ч/м2  год
макс.доп.
£ГН = 73,1кВт • ч/м2 • год
факт.
б"н = 65,1кВт • ч/м2 • год
Дом блокированного типа: средняя секция.
Первый этаж.
QT = 5609,75кВт • ч/год
Ql~ 7625,50кВт • ч/год
Q = 3708кВт • ч/год
Qs = 784,40кВт • ч/год
= 8742,85кВт - ч/год
A/V= 0,52
Второй этаж.
Ст = 3145,79кВт • ч/год
Ql= 6835,81кВт • ч/год
= 3324кВт • ч/год
Qs = 784,40кВт • ч/год
Сн = 5837,20кВт • ч/год
A/V= 0,20
С"н = 54,0кВт • ч/м2 • год
Q”н ~ 44,2кВт - ч/м2 • год
макс.доп.
<2"н = 71,3кВт  ч/м2 • год
факт.
(7’н = 58,9кВт • ч/м2 • год
Дополнительное условие для средней секции дома блокированного типа:
факт. Um W+F = 0,54Вт/м2 • К	факт. Г >W+F = 0,50Вт/м2 • К
доп. 6/^ = 1,0Вт/м2 • К
Пример 18.
Сравнение двух зданий с одинаковой площадью застройки и одинаковым
объемом, но с разной площадью наружных стен.
Данные:
Наружные стены	Uw = 0,35Вт/м2	• К
Перекрытие над подвалом: Uc = 0,30Вт/м2	• К; d =	42см
Перекрытие 1-го этажа:	UD = 0,20Вт/м2	 К; d =	47см
Высота в свету:	2,40м
Окна: Юг:	AF = Юм2
Запад/Восток: AF = 8м2
Север:	AF = 4м2
UF = 1,5Вт/м2К
£f=0,7
Дверь:	UT = 2,8Вт/м2 • К
4= 2,20м2
Подвальный этаж и чердак не отапливаются.
7. Теплозащита
24,00
Рис. 1.73. Дом, вытянутый в плане
Рис. 1.74. Компактный дом
Решение:
Здание 1.
Л^ - (24,0 + 7,0) • 2  3,29 - 22,0 - 2,20 - 179,78м2
Лп = 22,0м2
АС1 = 7,0 • 24,0 = 168,0м2
Ad1 - 168,0м2
Потребность в тепловой энергии на возмещение трансмиссионных
теплопотерь.
От = 84 (t/wl • Д,, + UFl  А„ + UFl  Af1+ 0,5 • l/o, • ЛС1 + 0,8 • l/D]  Ли)
QT = 84 (0,35 • 179,78 4- 1,5 - 22,0 + 2,8 • 2,20 + 0,5 • 0,30 • 168,0 +
+ 0,8 • 0,20 • 168,0) = 12949,69 • 0,9 = 11654,72кВт • ч/год
—Ai + Ai+Ai+Ai+Ai
A = 539,98м2
V= 7,0 • 24,0 - 3,29 = 552,72м3
Потребность в энергии на возмещение теплопотерь от вентиляции.
Gl=18,28-K
1.10, Примеры расчета и применение теплозащиты
Ql= 18,28 • 552,72 = 10103,72 • 0,9 = 9093,35кВт • ч/год
Внутренние теплопоступления.
3 = 8,0-V
Q = 8,0 • 552,72 = 4421,76кВт • ч/год
Солнечные теплопоступления.
gs = 0,46/gF>4F
Юг:	Q. = 0,46 • 400 • 0,7  10,0 = 1288,0кВт • ч/год
Запад/Восток: Qs — 0,46 • 275 • 0,7 • 8,0 = 708,4кВт • ч/год
Север:	Qs = 0,46 • 160 • 0,7 • 4,0 = 206,08кВт • ч/год
Всего:	Qs = 2202,48кВт • ч/год
QH — 14123,83кВт • ч/год
А
V
539,98м2
552,72м3
= 0,98м”'
макс.доп. g' = 1?32^),98 +13,82 =	2
н 0,32
факт, g" = 14132,83 _	^кВт • ч/м2 • год
н 0,32-552,72
Здание 2.
Aw = 13,0 • 4 • 3,29 - 22,0 - 2,20 = 146,88м2
Л = 22,0м2	А= 169,0м2
ЛТ2= 2,20м2	лс2= 169,0м2
Потребность в тепловой энергии на возмещение трансмиссионных
теплопотерь.
ет = 84 (0,35 • 146,88 + 1,5 • 22,0 + 2,8 • 2,20 + 0,5 • 0,30 • 169,0 +
+ 0,8  0,20 • 169,0) = 12008,47 • 0,9 = 10807,62кВт • ч/год
Площадь поверхностей, передающих тепло во внешнюю среду.
А = 509,08м2
Отапливаемый строительный объем.
И= 13,0 • 13,0 • 3,29 = 556,01м3
Потребность в энергии на возмещение теплопотерь от вентиляции.
0,= 18,28 • 556,01 = 10163,86 • 0,9 = 9147,48кВт • ч/год
1. Теплозащита
Внутренние теплопоступления.
Q = 8,0 • V
Q = 8,0 - 556,01 = 4448,08кВт • ч/год
Солнечные теплопоступления.
Всего: Qs = 2202,48кВт • ч/год
Сн = 13304,54кВт • ч/год
А 509,08м2
V 556,01м3
17,32-0,92 + 13,82 о , 2
макс.доп. =------------------= 93,0ккВ • ч/м  год
0,32
факт. Q" = ^j04’54, = 74,8кВт • ч/м2  год
н 0,32-556,01
Сравниваемые величины:
Здание 1.
QT = 11654,72кВт • ч/год
Ql= 9093,35кВт • ч/год
Q = 4421,76кВт • ч/год
Qs = 2202,48кВт • ч/год
QH = 14123,83кВт • ч/год
А/У= 0,98м-1
Здание 2.
Ст = 10807,62кВт  ч/год
CL= 9147,48кВт • ч/год
Q = 4448,08кВт • ч/год
Qs = 2202,48кВт • ч/год
QH = 13304,54кВт • ч/год
Л/К= 0,92м-1
макс.доп.
С"н = 96,2кВт • ч/м2 • год
факт.
С' н = 79,0кВт  ч/м2 • год
(7’н = 93,0кВт • ч/м2 * год
С’н = 74,8кВт • ч/м2 • год
Пример 19.
Жилой дом с отделанной мансардой.
Данные:
На фронтонах находится с каждой стороны по одному окну с размерами
1,76м х 1,26м.
На скатах кровли установлено по 3 окна типа «Велюкс»: Размеры 1,26м х
1,51м. Все окна и двери имеют величину Ц = 1,5Вт • м2К. Общий энергети-
ческий коэффициент пропускания gF=0,7
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты 121
Остекление наружной двери составляет 70% от всей площади двери.
Окна в подвальном этаже имеют размеры 1,26м.х0.76м.
Требуется определить:
1.	Соответствие требованиям DIN 4108
2.	Соответствие нормам по тсплозащитс(\У8с11Уо).
2.1.	По поэлементарному методу.
2.2.	По методу энергетического баланса.
2.2.1.	Годовую потребность в энергии на отопление при раздельном опреде-
лении солнечных теплопоступлений.
2.2.2.	Годовую потребность в энергии на отопление при учёте солнечных
теплопоступлений путём включения в эквивалентную величину Uокон.
Древесностружечная плита
(плита плоского прессования)
Воздушная прослойка
Минеральный войлок WLGr 035
Деревянная обшивка
Рис. 1.75. Перекрытие по затяжке стопил
Дубовый паркет
Отапливаемая стяжка
WLGr 040-PF-пенопласт
Железобето
WLGr 040-PF-пенопласт
В месте западающей
наружной стены
и террасы
Рис. 1.76. Перекрытие первого этажа
Известково-цементная штукатурка
Рис. 1.77. Перекрытие первого этажа под выгородкой мансарды от ската кровли
WLGr 040-полифенольный пенопласт
Железобетон
Известковая штукатурка
1. Теплозащита
Керамическая плитка
Отапливае.мая стяжка
Рис. 1.78. Перекрытие над подвадом
WLGrOeO-пеностекло в
битумной оболочке-----
Выравнивающая стяжка----
Гидроизоляционная стяжка —
Тощий бетон -|
-----Керамическая плитка
----Отапливаемая стяжка
— Разделяющий слой
г Железобетон
Рис. 1.79. Пол по грунту

--- Обрешетка вдоль ската кровли
--- Пленка
--- Деревянная обшивка
--- Стропильные ноги 10/18см, шаг 62,5см
Минеральный войлок WLGrO35,
в промежутке между стропилами б=18см
--- Обрешетка 24/48мм
--- Гипсокартонные плиты
Рис. 1.80. Состав крыши мансарды
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Рис. 1.81. План перво-
го этажа
14,18
Рис. 1.82. План подва-
ла
Рис. 1.83. Разрез
1. Теплозащита
Гипсоизвестковая штукатурка
KS20-1.6
Минеральный войлок WLGrO35
Воздушная прослойка
KSVm22-1,8
Рис. 1.84. Состав стены
первого этажа
Цементная штукатурка
Пеностекло WLGr050
Рис. 1.85. Состав стены подвала
Железобетон В25
Пароизоляция
Известковая штукатурка
Стена между мансардой и скатом крыши: Процент
заполнения каркасом 20%. Деревянный каркас.
Гипсокартонные плиты
Минеральный войлок WLGr 035
ДСП (плиты плоского прессования)
Рис. 1.86. Состав стены
между мансардой и ска-
том крыши
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Решение:
Наружная стена первого этажа и фронтона.
= 1/Л, + dj\ + dj\ + dj\ +	+ 1/й =
= 1/8 + 0,015/0,70 + 0,24/0,79 + 0,08/0,035 + 0,17 + 0,115/0,99 + 1/23 =
= 3,066м2-К/В
= 3,066 м2 • К/Вт
7?W1 = 2,90 м2 К/Вт
. ,	10,50+ 5,20 „	„
+фронтон: ———-—2,50-2
-окна: -3,26  2,01 - 1,51 • 1,76
-3,51 • 1,51 - 1,26 • 1,51 • 2
-2,01 1,26-1,01 1,26
-дверь: -1,51 • 2,135
-окна во фронтоне: -1,76 • 1,26 • 2
/1W1= 155,51+39,25
-окна 1-ого этажа: 22,12
-дверь: 3,22
-окна во фронтоне: 4,44
/1W1 = 164,98м2
Подвал: Наружные стены над уровнем земли
*o,wi = щ+4А +	+ ^А + dA + 1Я =
= 1/8 + 0,02/0,87 + 0,20/2,1 + 0,10/0,05 + 0,02/1,4 + 1/23 =
= 2,30м2  К/В
RW2 = 2,13м2 • К/Вт => С/те = 0,43Вт/м2 • К
= (14,42 + 12,545) • 1,225 • 2 - 1,26 • 0,76 • 11 = 66,26 - 10,53 = 55,53м2
Мансардный этаж
Скат крыши: промежуток между стропильными ногами.
Ап = Щ + </Л, +Rl + d2/\ + d^3 + l/he =
= 1/8 + 0,015/0,21 + 0,17 + 0,18/0,035 + 0,024/1,13 + 1/12 =
A,.d1 = 5,777м2 • К/Вт
UDl = 0,17Вт/м2 • К
7. Теплозащита
Скат крыши: В месте стропил
7rTD2 = 1/8 + 0,015/0,21 + 0,17 + 0,18/0,13 + 0,024/0,13 + 1/12
7^ = 2,02м2-К/Вт
U\2 = 0,50Вт/м2  К
=* CU..D! = 0,22Вт/м2  К; RDl = 4,34м2 • К/Вт
Лм = 3,05 • 12,585 • 2 - 1,26 • 1,51 - 6 = 76,77 - 11,42 = 65,35м2
Перекрытие по затяжке стропил
/?Т1)2 = 6,52м2 - К/Вт => UV2 = 0,15Вт/м2 • К (затяжками пренебрегаем)
T?D2= 6,46м2К/Вт
ЛО2 = 5,20 • 12,585 = 65,44м2
Перекрытие над подвалом под террасой:
= 1/Л, + d{/\ + d2/\ + d^3 + dj^ +	+ 1/Й = 1/8 +
+ 0,015/0,87 + 0,18/2,1 + 0,20/0,04 + 0,06/1,4 + 1/23
= 5,324м2 • К/Вт => C/D3 = 0, 19Bt/m2 • K; RD3 = 5,16м2 • К/Вт =>
Лвз = 5,51 • 2,735 = 15,07м2
Стена подвала в грунте:
Л,.О1 = 1/й, + d/Л, + d2/X2 + d^ + d4/Z4 + l/he = 1/8 +
+ 0,02/0,87 + 0,20/2,1 + 0,10/0,05 + 0,02/1,4 + l/~
Rj.Oi = 2,258м2 • К/Вт => UGl = 0,44Вт/м2 - К; RC] = 2,13м2 • К/Вт
ЛО1 = (14,42 + 12,545) - 2,11 • 2 = 113,79м2
Пол по грунту:
Я,.О2 = 1/й. + dj\ + d2/X2 +	+ 1/йс = 1/оо + 0,15/2,1 + 0,18/0,06 +
+0,04/2,1 + 1/оо =>
UG2 = 0,32Вт/м2 • К; RG2 = 3,09м2 - К/Вт
Аг, = 14,42 • 12,545 - 5,645 • 1,02 = 175,14м2
Выступающее наружу перекрытие первого этажа в месте западения
наружной стены (в плане), а также над террасой.
= 1/Л. + dj\ + dj\ + dj\ + dj\ + 1/ft = l/oo + 0,10/0,04 +
+ 0,16/2,1 + 0,10/0,04 + 0,015/0,87 + 1/23
= 5,137м2 • К/Вт => UDL = 0,19Вт/м2 • К; T?DL = 5,09м2 • к/Вт
= 5,51 • 2,735 — 5,86 • 1,235 = 22,31м2 Включая примыкающую
облицовку.
Стена между помещением мансарды и скатом кровли (стена застрехи):в
промежутках между стойками.
= 1/8 + 0,015/0,21 + 0,16/0,13 + 0,019/0,13 + 1/8
=1,698
C/"D4 = 0,59Вт/м2 • К
*U.D4 = (0,20 • 0,8 + 0,59 • 0,2)/1,0 = 0,28Вт/м2 • К; ^средн >D4 = 3,32м2  К/Вт
^= 1,0-12,585-2 = 25,17м2
Чердачное перекрытие в районе застрех:
^дв = Щ +	+ ^2/Я2 + ^/Лз +	+ {/he= V8 + 0,015/0,87 +
+ 0,16/2,1 + 0,15/0,04 + 0,019/0,13 + 1/8 = 4,24м2 • К/Вт
R^ = 4,24м2 • К/Вт =>	= 0,24Вт/м2 • К; R^ = 3,99м2 • К/Вт
Аав = 12,585 • 1,98 • 2 = 49,84м2
1.	Соответствие требованиям DIN 4108.
факт.^ = 2,90м2 • К/Вт > треб.7?и = 1,2м2 • К/Вт требование выполня-
ется (строка 1)
факт.А^ = 2,13м2 • К/Вт > rpe6./?w = 1,2м2 • К/Вт требование выполня-
ется (строка 1)
факт.7?гл = 4,34м2 • К/Вт > треб.7?п = 1,75м2 • К/Вт требование выполня-
ется: легкие конструкции
факт.Т?Г)2 = 6,46м2 • К/Вт > треб.7?п = 1,75м2 • К/Вт требование выполня-
ется: легкие конструкции
факт.7?пз = 5,16м2 • К/Вт > треб.RD = 1,2м2 • К/Вт требование выполняет-
ся (строка 8.2)
факт.7?О| = 2,13м2 • К/Вт > треб.7?о = 1,2м2 • К/Вт требование выполняет-
ся (строка 1)
факт.Т?С2 = 3,09м2  К/Вт > треб.7?о = 0,90м2 • К/Вт требование выполня-
ется (строка 5.1)
1. Теплозащита
факт./?1Я = 5,09м2  К/Вт > трсб./ф = 1,75м2 • К/Вт требование выполня-
ется (строка 8.1)
факт./? п D4 = 3,32м2 • К/Вт > треб.= 0,35м2 • К/Вт требование выпол-
няется (строка 4.1)
факт./?Л[) = 3,99м2 • К/Вт > трсб./ф = 0,90м2 • К/Вт требование выполня-
ется (строка 6)
2.	Соответствие требованиям Норм по теплозащите
2.1.	Поэлементный метод.
факт. £/wl = 0,ЗЗВт/м2 • К < треб. Z7W = 0,50Вт/м2 • К требование выполняется
факт. Z7W2 = 0,43Вт/м2 • К < треб. £/w = 0,50Вт/м2 • К требование выполняется
факт. Um D1 = 0,22Вт/м2 • К < треб. t/D = 0,22Вт/м2 • К требование выпол-
няется
факт.Ц)2 = 0,15Вт/м2  К < треб.Ц} = 0,22Вт/м2 • К требование выполняется
факт. i/D3 = 0,19Вт/м2 • К < треб. UD = 0,22 Вт/м2 • К требование выполняется
факт.бф = 0,44Вт/м2 • К > трсб.Ц. = 0,35Вт/м2 • К требование не выпол-
няется
факт. UC2 = 0,32Вт/м2 • К < треб. Uc = 0,35Вт/м2  К требование выполняется
факт. J7dl = 0,19Вт/м2  К < треб. = 0,22 Вт/м2 • К требование выполняется
факт.£/О4 = 0,28Вт/м2 • К < треб.Ц; = 0,35Вт/м2 • К требование выполняется
факт. = 0,24Вт/м2 • К < треб. = 0,35 Вт/м2 • К требование выполняется
Окно:
4q,F = Uf ~ выходит/входит
Ориентация Юг: i/q FS = 1,5Вт/м2 • К — 0,7 • 2,40Вт/м2 • К
J/qFS = -0,18Вт/м2 • К — теплопоступления
Восток/Запад:	i/q FO/W = 1,5 - 0,7 • 1,65 = 0,35Вт/м2 • К
Север:	i7eq FN = 1,5 - 0,7 - 0,95 = 0,84Вт/м2 • К
Плоскости окон:
Юг:	= Акг + >4^ + Лпг = 1,26 - 0,76 - 3 + 3,26 • 2,01 +
+ 1,51 • 1,76 + 1,76 • 1,26 = 14,30м2
Восток/Запад: /4fo/w ~	+ ЛЕС +	= 1,26 • 0,76 • 6 + 3,51 • 1,51 +
+ 1,26 • 1,51 • 2 + 1,01 • 1,26 + 1,26 • 1,51 • 6 = 27,54м2
Север:	= Акс + Л+ Лг = 1,26  0,76 • 2 + 2,01 • 1,26 +
А	г,1\ КСг ECj DCr 77	7	7
+ 1,51 • 2,135 + 1,76 • 1,26 = 9,89м2
ЛР = 51,73м2
= 0,30ВТ/м2 • К < Доп-Г^р = 0,70Вт/м2 • К
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
^cp.cq.F (^eqFS ' AqFS ^eqFO/W ’ AqFO/W + ^4qFN* ^eqFN^F
= (-0,18 -14,30 + 0,35 - 27,54 + 0,84 • 9,89)/51,73 = 0,30 Вт/м2 • К
— требование выполняется.
2.2.	Метод энергетического баланса.
2.2.1.	Годовая потребность в тепловой энергии на отопление при отдельном
определении теплопоступлений от Солнца.
Qh = 0,9(Qt + Ql)-G,-Gs
Gt = 84(C/W • >4WI +CW2 •	+Ц, • Ar + 0,8 • t/mD, • ADi + 0,8 • Um  AD2 +
+ 0,8  t/D3 • AD3 + 0,8 •	 ADt + 0,5 • t/cl  Ли + 0,5 • UC2 • Ло2 +
+ ^L->'oL + 0,8->lD4 + 0,5-t/AB-/lAB)
QT = 84(0,33 • 164,98 +0,43 • 55,53 +1,5 • 51,73 + 0,8 • 0,22 • 65,35 +
+ 0,8 • 0,15  65,44 + 0,8 • 0,19 • 15,07 + 0,8 • 0,28 • 25,17 + 0,5 • 0,44 • 113,79
+ 0,5 • 0,32 • 175,14 + 0,19 • 22,31 + 0,5 • 0,24 • 49,84) = 20703,93кВт • ч/год
Потребность в тепловой энергии на восполнение теплопотерь за счет
вентиляции при учете степени воздухообмена 0,8 (80%).
Ql = 18,38  V= 18,28 • 1342,29 = 24537,06кВт • час/год
Внутренние теплопоступления.
Q, = 8,0 • V= 8,0 • 1342,29 = 10738,32 кВт • час/год
Солнечные теплопоступления.
Os = 0,46/gF-4
Юг:	Qs s = 0,46 • 400 • 0,7 • 14,30 = 1841,84кВт • ч/год
Восток/Запад: Qs o/w = 0,46 • 275 • 0,7 • 27,54 = 2438,67кВт • ч/год
Север:	QSN = ^>46 ’ 160 • 0,7 - 9,89 = 509,53кВт • ч/год
Всего:	Qs = 4790,04кВт • ч/год
Площадь ограждающих конструкций.
~ Avi + Аг + А + А1 + Аг + Аз + Аи + Ав + А1 + Аг + Al
Л = 164,98 + 55,53 + 51,73 + 65,35 + 65,44+ 15,07 + 25,17+ 113,79 +
+ 175,14 + 22,31 + 49,84 = 804,35м2
Отапливаемый строительный объем.
1. Теплозащита
Максимальный допустимый расход тепловой энергии на отопление на
м3 отапливаемого объема или на м2 полезной площади.
V= 14,46 • 12,585 • (3,335 • 2,875) + 10,5 • 1,0 • 12,585 + (10,5 + 5,20)/2 •
•1,50 • 12,585 - 5,625 • 1,0 • (3,335 + 2,875) - 5,51 • 2,50 • 2,41 = 1342,29 м3
A/V= 804,35м2/1342,29м3= 0,60м-1 > 0,5 => доп.0н - 17,32 • Л/К+
+ 13,82 = 17,32 • 0,60 + 13,82 = 24,2кВт/м3 • год => <2”н - Сн/0,32 =
= 75,7кВт/м2 • год
Годовая потребность в энергии на отопление.
ен=о,9(ет+cL)-c,^cs
0н = 0,9(20703,93 + 24537,06) - 10738,32 - 4790,04 = 25188,53кВт • час/год
Сн = QK/V= 25188,53/1342,29 = 18,8кВт • час/м3 • год < доп.0н =
= 24,2кВт/м3 • год — требование выполняется.
О'н = GH/^N = 25188,53/(0,32 • 1342,29) = 58,6кВт/м2 • год < доп.е"н =
= 75,7кВт/м2 • год — требование выполняется.
2.2.2.	Годовая потребность в энергии на отопление при учете солнечных
поступлений через величину U окна.
oH=o,9(oT+eL)-e,
Ст ~ 84 (Цу1 ’ Avi + Ц/2 ' Ащ + Цп,ед,Р1 ’ А^ + ^,8 ' ^rn.DI ' А>1 + ^,8 ’ Ц)2 ’ А» +
+ 0,8 • UD3  Лсз + 0,5 • 17О1 • Ио,+ 0,5 • UG2  Асг + UDL • HDL +
+ 0>8-Г,О4-ЛС4 + 0,5-1/ав-Иав)
ет = 84 (0,33 • 164,98 + 0,43  55,53 + 1,30 • 51,73 + 0,8 • 0,22 • 65,35 +
+ 0,8 • 0,15 • 65,44 + 0,8 • 0,19 • 15,07 + 0,8 • 0,28 • 25,17 +
+ 0,5 • 0,44 • 113,79 + 0,19 • 22,31 + 0,5 • 0,24 • 49,84) =
= 15489,54кВт • ч/год
Потребность в тепловой энергии на восполнение теплопотерь за счет
вентиляции при учете степени воздухообмена 0,8 (80%).
Ql = 18,28 • V= 18,28 • 1342,29 = 24537,06кВт • ч/год
Внутренние теплопоступления.
Qt = 8,0 • V= 8,0 • 1342,29 = 10738,32кВт • ч/год
Годовая потребность в энергии на отопление.
eH=o,9(oT+cL)-c1
ен = 0,9(15489,54 + 24537,06) - 10738,32 = 25285,62кВт • ч/год
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Годовая потребность в энергии на отопление на м3 строительного
объема.
Сн = 0н/^= 25285,62/1342,29 = 18,8кВт • ч/м3 • год < доп.С’н =
= 24,2кВт • ч/м3 • год — требование выполняется.
Годовая потребность в энергии на отопление на м2 полезной площади
здания.
О'н = 0HMN = 25285,623/(0,32 -1342,29) = 58,8 кВт • ч/м2 • год < доп.Сян
= 75,7кВт • ч/м2 • год — требование выполняется.
Объект: Жилой дом с мансардой___________________________________________
1. Отапливаемый строит.объем	Площадь наружных ограждающих
V: 1342,29м3.	конструкций:804,32м2.
2.Потребность в тепловой энергии на восполнение «трансмиссионных» теплопотерь.
Колонка	1	2	3	4	5	6 = 3-45
Строка	Элемент	Краткое обозна- чение	Площадь А вм2	Величина ГвВт/м2К	Коэф- фици- ент/	
2.1.	Стена.	W1	164,98	0,33	1,0	54,44
		W2	55,53	0,43		23,88
		W3				
		W4				
2.2.	Окно.	F1	51,73	1,5	1,0	77,60
		F2				
2.3.	Крыша, перек- рытие холод- ного чердака	D1	65,35	0,22	0,8	11,50
		D2	65,44	0,15		7,85
		D3	15,07	0,19		2,29
		D4	25,15	0,28		5,64
2.4.	Площадь пола на грунте, пе- рекрытия над подвалом, цо- кольных стен	G1	113,79	0,44	0,5	25,03
		G2	175,14	0,32		28,02
						
2.5.	Строительные элементы, отде- ляющие отап- ливаемые и не- отапливаемые помещения	АВ	49,84	0,24	0,5	5,98
1. Теплозащита
Колонка	1	2	3	4	5	6 = 34-5
Строка	Элемент	Краткое обозна- чение	Площадь А в м2	Величина U в Вт/м2К	Коэф- фици- ент/	
2.6	Перекрытия над проездами	DL	22,31	0,19	1,0	4,24
		ЕА	804,35	YU’A’f	246,47			
			QT = 84 • 0,9 • YU’ A’f= 18633,13кВг-часДод			
3	Потребность в тепловой энер- гии на воспол- нение теплопо- терь за счет вентиляции	CL = 0,9-18,28-Г-Д				22083,36 кВг-час/гац
	/L=l,0 без вентиляционной установки;/L в зависимости от вида вентиляционной установки 0,95, 0,8 или 0,8-65/ttw					
4	Солнечные теплопоступле- НИЯ		Qs = 0,46  IgF - Af			
		Юг	Qs = 0,46 • 400 • 0,7 • 14,30			1841,84
		Восток	cs = 0,46 • 275  0,7 • 17,69			1566,45
		Запад	Qs = 0,46 • 275 • 0,7 • 9,85			872,22
		Север	Qs = 0,46 - 160 - 0,7 • 9,89			188,16
	YQ 4790,04					
5	Внутренние теплопоступле- ния	В обычных зданиях Q{ = 8,0 • V= 10738,32кВг час/пэд В зданиях бюро	Q = 10  V				
6	Годовая потреб- ность в тепло- вой энергии на отопление	факт. Сн = Q, + Ql - Qs - С,				25188,13 кВт • ч/год
	Отношение: теплопередающие ограждающие конструкции / отап- ливаемый строительный объем			A/V~ 804,35/1342,29 = 0,60		
7.	Требование доп.(7'н = (17,32 • Л/К+13,82)/0,32 факт.С'н = Qh/0,32 • V = (17,32 • A/V+ 13,82) факт.0н = ен/И					75,7 кВгчДАод 58,6 кВг-^йод 24,2 кВгч/мЪэд 18,8 кВг-’у'мДэд
	Требование выполнено					Да
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Соответствие требованиям DIN 4108						
Описание здания: Жилой дом с мансардой						
Наименование населенного пункта:				Улица:		
Номер дома:					Квартира:		
Строка	Вид конструк- тивного элемента	Строка	Наименование	Пло- щадь	Коэффициенты теплопередачи	
					Мах.доп. U Вт/м2 К	Фактич. 1/В|/м2К
1	Наружные	1.1 стены	Обычные	164,98	1,39; 1,325>	0,33
		1.2	Детали малой площади		1,56; 1,47°	
2	Межкваргир- ные стены	2.1	В домах без центрального отопления		1,96	
		2.2	В домах с центральным отоплением		3,03	
3	Стены лест- ничной клетки				1,96	
4	Перекрытия между кварти- рами и между офисами раз- ных хозяев.	4.1	Обычные		1,64	
		4.2	В зданиях бюро с цент- ральным отоплением		2,38	
5	Нижняя гра- ница жилых и рабочих по- мещений без подвала	5.1	Пол по грунту	175,14	0,93	0,32
		5.2	Перекрытие над невенти- лируемым подпольем		0,81	
6	Чердачные перекрытия (чердак холод- ный)			49,84	0,90(1,52)	0,24
7	Перекрытие над подвалом				0,81(1,27)	
8	Перекрытия, отделяющие жилые и рабо- чие помеще- ния от наруж- ного воздуха.	8.1	Наружный воздух снизу	22,31	0,51 0,50° (0,66) (0,65)»	0,19
		8.2	Наружный воздух сверху	65,35	0,79(1,03)	0,22
9	Легкие конструкции			65,44	0,58	0,15
° Элементы с воздушной прослойкой за наружной облицовкой. Значения в скоб-
ках соответствует самым невыгодным участкам.
Соответствие нормам по теплозащите (поэлементный метод)				
Описание здания:				
Наименование населенного пункта:		Улица:		
Номер дома:		Квартира №		
Вид конструктив- ного элемента	Наимено вание /ориен- тация	Площадь	Коэффициент теплопередачи и	
			Мах. доп. U Вт/м2К	Фактич. U Вт/м2К
Наружные стены		164,98; 55, 53	0,50	0,33; 0,43
Перекрытия холодных чердаков и покрытия (включая скаты кры- ши), которые граничат с наружным воздухом		65,35 65,44 15,07	0,22	0,22 0,15 0,19
Перекрытия над под- валом, стены и пере- крытия, отделяющие неотапливаемые поме- щения, а также перек- рытия и стены, грани- чащие с грунтом.	Uc	113,79 175,14 25,17 49,84	0,35	0,44 0,32 0,28 0,24
Выходящие наружу окна, остекленные двери и окна в плоскос- ти крыши.	Север Восток Запад Юг В среднем	9,89 17,68 9,85 14,30	U	<0,70 сред, экв F ’	0,84 0,35 0,35 -0,18 0.30
1.10.1. Рекомендации по утеплению
мансарды от T/SOF7OC*
Основные принципы утепления мансарды
Основа теплой мансарды — эффективные теплоизоляционные материалы,
применяемые в точном соответствии с технологиями утепления.
Жесткие условия эксплуатации мансардного этажа и новые теплотехни-
ческие нормы диктуют повышенные требования к качеству используемого
утеплителя.
Утеплитель в течение всего срока службы мансарды должен сохранять
свои свойства: высокое термическое сопротивление, геометрические раз-
меры, прочностные характеристики, водостойкость.
Сегодня на рынке теплоизоляционных материалов представлен широ-
кий выбор утеплителей, однако не все они идеально подходят для исполь-
зования в мансардном строительстве.
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Перекрытия
изолент
ИЗОФЛО₽
П-75, П-1-25
Плоская кровля
ИЗОРУФ-
И30РУФ--Н
кзоруФ-е
Скатная кровля
изол^'П
П-126
Вентилируемые
Фасады со
штукатурным
покрытием
ИЗОФАС
Техническая
теплоизоляция
М J-1CCL Ш-100
-7$, П-125
Слоистая кладкт
:: ИЗОЛАЙТ
ИЗОВЕНГ
П-12£
Техническая
теплоизоляция
трубопроводов
ИЗОШЕЛЛ;
13ОШЕЛЛ-Ф
Перекрытия
ИЗОЛАЙТ
ИЗОФЛОР
П-75, П-125
Основные области применения теплоизоляционных материалов ЗАО "Изорок"
Для утепления мансарды требуется утеплитель с низким показателем
водопоглощения и высокой водостойкостью, т.к. при возможном попада-
нии влаги внутрь конструкции крыши, термическое сопротивление, гео-
метрические размеры и прочностные характеристики утеплителя могут из-
мениться, что приведет к нарушению условий эксплуатации мансарды.
Естественно, утеплитель мансарды должен быть огнестойким, экологи-
чески чистым и безопасным для человека.
Наиболее подходят для применения в мансардном строительстве утеп-
лители на основе каменной ваты из горных пород габбро-базальтового типа,
среди которых особое место занимает продукция ЗАО «ИЗОРОК», россий-
ской компании со 100% иностранными инвестициями.
Использование компанией современных технологий позволяет выпускать
широкий спектр материалов с уникальными свойствами: низкой теплопровод-
ностью (от 0,035 Вт/(м2*°С)), высокими прочностными характеристиками
(прочность на сжатие при 10%-ной деформации до 60 кПа), низким водо-
поглощением (1-1,5%), негорючестью (НГ), хорошей паропроницаемостью,
высокой звукоизолирующей способностью и экологической чистотой. Тех-
нические характеристики теплоизоляционных материалов Изорок приве-
дены в таблице на следующей странице.
В основе долговечной мансарды лежат, на наш взгляд, два основных
принципа. Первый: создание непрерывного контура утепления по всему
периметру мансардного этажа. Второй: обеспечение надежной гидро и па-
Роизоляции вокруг контура утепления, а также его вентиляции.
Характеристики	Единица измерения	ИЗОЛАЙТ	ИЗОВЕНТ	ИЗОФЛОР	ИЗОРУФ-Н	ИЗОРУФ	ИЗОРУФ-В	ИЗОФАС	П-76	П-125
Плотность	кг/м3	50	90	по	130	150	175	160	ДО 75	80-1
Длина х ширина	мм	ЮООх 500	ЮООх 500	ЮООх 500	ЮООх 500	ЮООх 500	ЮООх 500	ЮООх 500	ЮООх 500	1000 х500
Толщина	мм	50-120	50-120	50-120	50-120	50-100	40	40-100	60-90	50-1
Сжимаемость	%, не более	7	—	—	—	—	—	—	10	5
Прочность на сжатие при 10%-ной деформации	кПа, не менее	—	20	25	30	45	60	45	—	—
Прочность на отрыв слоев	кПа, не менее	—	3,0	4,0	7,0	7,5	15,0	15,0	—	—
Теплопроводность •	при температуре 10°С •	при температуре 25°С •	при усл. эксплуатации А •	при усл. эксплуатации Б	Вт/(м2-°С), не более	0,035 0,036 0,042 0,045	0,037 0,039 0,044 0,046	0,037 0,041 0,043 0,046	0,038 0,041 0,044 0,047	0,039 0,042 0,045 0,047	0,040 0,041 0,047 0,049	0,037 0,041 0,046 0,048	0,040	0,04
Водопоглощение по объему	%, не более	1,5	1,5	1,5	1,5	1,0	1,0	1,0	—	5,0
Влажность по массе	%, не более	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Содержание органичес- ких веществ, по массе	%, не более	2,5	3,5	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	3,0	4,0
Горючесть	степень	нг	НГ	НГ	НГ	НГ	НГ	НГ	нг	НГ
136 1- Теплозащита
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Создание непрерывного контура утепления.
Выделим основные элементы конструкции мансарды, которые необходимо
утеплить: крыша, перекрытия, фронтон, если он присутствует, и перегородки.
Крыша. Для мансардной крыши рекомендуется использовать негорючие гид-
рофобизированные плиты марки ИЗОЛАИТ (плотность 50 кг/м3). Помимо
этого для конструкции мансарды подходят плиты марок П-125, П-75.
На практике, теплоизоляционный материал укладывают над, под или
между стропилами. Часто используют комбинированный вид изоляции:
утеплитель укладывается между стропилами, а также над и (или) под стро-
пилами. Плиты монтируются враспор между стропилами, и под (над) стро-
пилами — в обрешетку (рис. 1).
Недопустимо «экономить» на суммарной расчетной толщине утеплите-
ля, которая определяется в соответствии со СНиП 23-02-2003. Так, в мос-
ковском регионе толщина минераловатного утеплителя для обеспечения
термического сопротивления 4,71 м2  °С/Вт должна быть не менее 220 мм.
При устройстве тепловой изоляции в несколько слоев утеплитель уклады-
вается с перекрытием швов предыдущих плит (рис. 2).
1. Ветре- гидроизоля-
ционная пленка.
2. Кровельное покры-
тие.
3. Обрешетка кровли.
4. Утеплитель марки
ИЗОРОК.
5. Пароизоляционная
пленка.
Утепление плитами ИЗОРОК элементов крыши.
Важно грамотно спроектировать и выполнить утепление узлов конст-
рукции: примыканий со стенами, с оконными проемами, свесов, ендов,
конька крыши и т.д.
При утеплении конька, ендовы, хребта необходимо обеспечить точное
сопряжение теплоизоляционных плит в местах схождения плоскости кры-
ши для формирования непрерывного контура утепления (рис.З, рис. 4).
Утепление плитами ИЗОРОК элементов крыши.
1.	Ветре- гидроизоля-
ционная пленка.
2.	Кровельное покры-
тие.
3.	Обрешетка кровли.
4.	Утеплитель марки
ИЗОРОК.
5.	Пароизоляционная
пленка.
6.	Вентиляционный
элемент.
Особое внимание следует уделить утеплению мансардных окон. Необходи-
мо обеспечить соответствующую расчету толщину утеплителя по всему кон-
туру оконного проема, иначе в местах снижения толщины утеплителя веро-
ятны промерзания (рис. 5). Зависимость сопротивления теплопередачи
кровельной конструкции от толщины утеплителя показана на рис. 6.
1.	Ветро- гидроизоля-
ционная пленка.
2.	Кровельное покрытие.
3.	Обрешетка кровли.
4.	Утеплитель марки
ИЗОРОК.
5.	Пароизоляционная
пленка.
6.	Вентиляционный
элемент.
7.	Участок возможного
промерзания.
Утепление плитами ИЗОРОК элементов окна крыши.
На свесе крыши необходимо выполнить гидроизоляцию и предусмот-
реть отверстия для вентиляции утеплителя (рис.7). В местах выпуска печных
и вентиляционных труб потребуется механическая обработка минераловат-
ных плит для плотного облегания трубы и дополнительная гидроизоляция
примыкания трубы и кровельного покрытия.
Утепление плитами ИЗОРОК элементов крыши.
1.	Ветро-гидроизоля-
ционная пленка.
2.	Кровельное покры-
тие.
3.	Обрешетка кровли.
4.	Утеплитель марки
ИЗОРОК.
5.	Пароизоляционная
пленка.
6.	Контробрешетка.
7.	Элементы наружной
части трубы.
8.	Гидроизоляция
примыкания трубы и
кровельного покрытия.
Перекрытия. К теплоизоляционным материалам перекрытий предъявля-
ются повышенные требования по теплотехническим, противопожарным,
гигиеническим и звукоизолирующим характеристикам. Рассмотрим 3 ос-
новных вида перекрытий, используемых при строительстве мансардного
этажа:
•	железобетонные перекрытия с наливным или керамическим полом. Ре-
комендуется использовать утеплитель с повышенными прочностными
характеристиками — плиты ИЗОФЛОР марки ИЗОРОК. При устройстве
стяжки, во избежание мокрых процессов, над утеплителем нужно устро-
ить пленочную ванну с нахлёстами на стены. Если изолируемые поме-
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
шения дома отличаются по влажности внутренней среды, то необходи-
мо сделать под утеплителем пароизоляционный слой.
•	железобетонные перекрытия с деревянным настилом по лагам. Механи-
ческой нагрузки на утеплитель нет, поэтому, используют легкие плиты
ИЗОЛАЙТ. При устройстве настила желательно предусмотреть венти-
ляционные зазоры в противоположных углах помещения. Для уменьше-
ния проникновения шума через перекрытия мансарды лаги устанавли-
ваются на звукоизолирующие прокладки (рис.9).
•	деревянные балочные перекрытия. Между (под или над) балками устра-
ивается черновой пол, на который укладывается утеплитель. Рекомен-
дуемый материал — плиты ИЗОЛАЙТ. Для защиты от влаги несущих де-
ревянных балок и утеплителя используют дополнительный
гидроизоляционный слой (рис. 10).
	1	2	7	4	.9.	13	2 Рис-ta
			
	Ь_/	sj		\4_	\б_	\5_
1. Половое покрытие.
2. Лаги.
3. Гидроизоляционная пленка.
4. Утеплитель ИЗОРОК.
5. Потолочное покрытие.
6. Пароизоляционная пленка.
7. Звукоизолирующая прокладка.
Утепление плитами ИЗОРОК элементов перекрытия мансарды.
Фронтон мансарды. При утеплении фронтона используют три основных тех-
нологии: слоистая кладка, навесной вентилируемый фасад, штукатурный
фасад.
•	в слоистой кладке утеплитель располагается между несущей стеной и вне-
шним защитно-декоративным слоем кирпича. Рекомендуемый матери-
ал — плиты ИЗОЛАЙТ. Если расчетом определено накопление в утепли-
теле влаги, то применение пароизоляции обязательно.
•	утепление стены здания по технологии «вентилируемый фасад» тепло-
изоляционными плитами ИЗОВЕНТ предполагает вентилируемый за-
зор не менее 40 мм и не более 150 мм между защитно-декоративной об-
лицовкой и утеплителем. Для предохранения теплоизоляционного
материала от выветривания используют ветрозащитный слой (рис. 11).
•	для утепления штукатурного фасада мансардного этажа хорошо подхо-
дят плиты марки ИЗОФАС (рис. 12).
Утепление плитами ИЗОРОК элементов фронтона мансарды.
1.	Утеплитель ИЗОРОК.
2.	Ветрозащитная пленка.
3.	Вентилируемый зазор.
4.	Направляющая каркаса.
5.	Кронштейн.
6.	Сайдинг.
7.	Внутренний отделочный слой.
8.	Несущая кирпичная стена.
9.	Дюбель.
10.	Выравнивающий штукатурный слой.
11.	Армирующая сетка.
12.	Внешний отделочный слой.
Перегородки мансарды. При устройстве перегородок мансарды с примене-
нием плиты ИЗОЛАЙТ или П-125 марки ИЗОРОК, выполняются требова-
ния по звукоизоляции, утеплению, пожаробезопасности помещения. При
этом перегородки получаются легкими, что уменьшает общую нагрузку от
конструкции.
Как правило, перегородки мансардного этажа делают каркасными.
Монтировать минераловатные плиты можно либо враспор, либо по направ-
ляющим каркаса, являющимся одновременно и несущей конструкцией для
внутренней обшивки.
Для обеспечения хорошей звукоизоляции перегородки следует опирать
не на чистые полы, а на звукоизолирующую прослойку (рис. 13, рис. 14).
Утепление плитами ИЗОРОК элементов перегородок
мансарды.
1.	Гипсокартон, фане-
ра.
2.	Стойки каркаса.
3.	Звукоизолирующая
подставка.
4.	Утеплитель марки
ИЗОРОК
5.	Плинтус.
6.	Направляющая кар-
каса.
7.	Угловой элемент.
8.	Крепление болтами.
9.	Перекрытие.
10.	Деревянная
конструкция.
1.10. Примеры расчета и применение теплозащиты
Обеспечение гидро и пароизоляции вокруг контура утепления,
а также его вентиляции
Второй принцип, обеспечивающий надежную работу утеплителя и всей кон-
струкции мансарды - устройство паро-, гидроизоляции под/над утеплите-
лем и его вентиляция. Пароизоляционный слой предотвращает диффузию
пара из помещения к холодной наружной поверхности, предохраняя теп-
лоизоляцию от увлажнения, а несущую конструкцию от плесени, ржавчи-
ны или гниения. Гидроизоляционный слой не дает внешней влаге проник-
нуть вглубь утеплителя, защищает теплоизоляционный материал от
выветривания (рис. 1).
Отвод проникшей влаги в конструкцию крыши достигается обычно дву-
мя уровнями внутренней вентиляции: первый находится между кровельным
покрытием и гидроизоляционным слоем, второй - между гидроизоляцией
и утеплителем. Конечно, эта вентиляция осуществляется, только если на
свесе кровли предусмотрены вентиляционные отверстия для входа, а на
коньке — отверстие для отвода воздуха. Для вентиляции утеплителя широ-
ко используются специальные вентиляционные элементы в полотне гид-
роизоляционной пленки (рис.5а).
Вентиляционный зазор между кровлей и гидроизоляционной пленкой
фиксируется контрбрусами на высоте не менее 24 мм.
Пленка крепится с небольшим провисанием, обеспечивая величину за-
зора до утеплителя не менее 20 мм, чтобы образующийся конденсат не ув-
лажнял утеплитель. Провисание необходимо для стекания воды, попавшей
в подкровельное пространство, и предотвращения разрыва гидроизоляци-
онной пленки при перепаде температур.
При применении супердиффузионных мембран второй вентиляционный
зазор между теплоизоляцией и мембраной становится излишним.
ЗАО «ИЗОРОК» совместно со специалистами
института «Теплопроект»разработали «Реко-
мендации по применению с альбомом техничес-
ких решений» теплоизоляционных изделий ИЗО-
РОК в ограждающих конструкциях зданий и
сооружений.
Мансарда, построенная с утеплителем марки ИЗОРОК, при соблюдении
строительных норм и правил работать будет надежно и долго.
1.11. Изменение размеров конструктивных
элементов вследствие влияния изменения
температуры
Каждое тело под влиянием притока тепловой энергии увеличивается в объе-
ме, а при оттоке тепловой энергии — уменьшается. В строительстве измене-
ние объема не играет значительной роли. Значительно сильно сказывается
изменение объема, приведенное к изменению длины. Изменение длины во
многих материалах, как например, бетон, кладка, штукатурка вызывает тре-
щинообразование. Увеличивается или сокращается в размерах строитель-
ный элемент после его установки — это в значительной степени зависит от
температуры во время его монтажа.
Ы= /0 • Oj, • ДО
Удлинение на Л/
при повышении
температуры.
Длина при монтаже
Укорочение на Л/
при понижении
температуры
Рис. 1.87. Влияние температуры
Полное изменение длины может быть рассчитано по формуле:
Д/ = /0 • Ор • ДО
Д/ — изменение длины в м, вследствие влияния изменения температуры
/0 — первоначальная длина элемента в м (расстояние между температур-
ными швами)
Ор - коэффициент температурного расширения в м/м°С (1/°С)
Д0 — разность температур в °C
Если необходимо разложить полное изменение длины на составляющие
удлинения и укорочения (расширение — сжатие), то необходимо учитывать
температуру, при которой монтировался данный элемент.
1.11. Изменение размеров конструктивных элементов
Пример 1.
Крыша из бетона, В35, имеет размеры: / = 8,0м; b = 4,50м; d = 16 см.
Она бетонировалась при температуре +12 °C. Зимой она охлаждается до
-15 °C, тогда как летом она нагревается до +58 °C.
Укорочение:
^Verk ” V °т *
Д/^ = 8’0м  0,000012м/м°С • 27°С = 0,00259м = 2,6мм
Удлинение:
— 4 °т' А®
= 8,0м • 0,000012м/м°С • 46°С = 0,004416м = 4,4мм
Полное изменение длины:
Д/ = 2,6мм + 4,4мм = 7,0мм
или
Д/ = 8,0м • 0,000012м/м°С • 73°С = 7,0мм
Каждое изменение длины (деформация), независимо от того, укороче-
ние это или удлинение, вызывает в строительном элементе напряжения,
которые могут привести к повреждению сооружения. Для получения на-
пряжения можно использовать следующее соотношение:
Д/:/0 = о:£
Д/ — изменение длины, мм
/0 — первоначальная длина в мм
с — напряжение в Н/мм2.
Е — модуль упругости в Н/мм2.
Удлинение бетонной плиты вызывает сжатие у граничащих с ней конст-
руктивных элементов (у швов или штукатурки). Эта сила сжатия рассчиты-
вается по формуле:
F
<7 = —
А
-15°С
+58°С
А0 = 27”С
вызывает
укорочение
I____________
А0 = 46°С
вызывает удлинение
А0 = 73°С
Рис. 1.87. Изменение длины вследствие влияния температуры
'о+
I _л/	2,6мм
*0 -укорочение
7,0мм	[
Рис. 1.88. Изменение длины под
влиянием температуры
Напряжения сжатия в самом строительном элементе.
2,6мм : 8000мм = <7: 34000Н/мм2
а= 11,05Н/мм2
Напряжения растяжения в самом строительном элементе.
4,4мм : 8000мм = <7: 34000Н/мм2
а= 18,7Н/мм2
Усилие сжатия на соседние элементы здания.
F= а- А = 18,7Н/мм2 • 4500мм • 160мм = 13464000Н (1346400кг) =
= 13,46МН
1.11.1. Примеры расчета плоских крыш
Пример 2.
Плоская крыша:	Утепление снаружи Длина 8,50м Температура при бетонировании +19°С
Данные: зимой	6)La = —15°С = +20°С L,i
летом	0, =+80°С
Требуется определить:
1. Соответствие указаниям DIN
2. Соответствие указаниям Норм по теплозащите (поэлементный метод).
3. Распределение температуры по сечению: лето-зима.
1.11. Изменение размеров конструктивных элементов
Гидроизоляция: полимерный
рулонный материал
Полиуретан WLGr 035
Железобетон В25
Известково-цементная штукатурка
WLGr++
Рис. 1.89. Состав крыши.
4. Температурную деформацию.
5. Температурные напряжения (сжатие и растяжение).
Решение'.
Ed	d,	d2	d-з	d.	0,02	0,18	0,16	0,01
Л	Л	Л	Л	Л	°’87	2,1	0,035	0,17
R = 4,74м2  К/Вт > треб.Я = 1,20м2 • К/Вт
требование выполняется строка 8.2
2. «Т =—+Я+— = ^+4,739+— = 4,907м2-К/Вт
h, he 8	23
U= 0,20Вт/м2 • К < доп. U= 0,22Вт/м2  К => требование выполняется
о n 1	d.	d2 d,	d4	1	1	0,02	0,18	0,16	0,01	1
ht	Д 23	24	he	8	0,87	2,1	0,035	0,17	23
= 0,125 + 0,023 + 0,086 + 4,571 + 0,059 + 0,043
7^ = 4,907м2 • K/Bt
Д0=95°С
Лето: Д0= 60°C
1,5°C	0,3	1,1	55,9	0,7	0,5
Зима: Д6) = 35°C
0,9°C	0,2	0,6	32,6	0,4	0,3
4. Температура бетонирования +19°C.
Зима: min Д<Э = 18,6°C — в статически нейтральной зоне — ДО = 0,4°С
Лето: max ДО = 22,4°С — в статически нейтральной зоне — Д6> = 3,4°С
Зима:
Д/ = /0 • Oj. • Д© = 8,50м • 0,000012м/м°С • 0,4°С = 0,000041м = 0,041мм -
укорочение
Лето:
Д/ = 8,50м • 0,000012м/м°С • 3,4°С = 0,000347м = 0,35мм — расширение
Общее изменение длины:
А1 = 0,04мм + 0,35мм = 0,39мм
5. Напряжение:
Д/:/0 = <т:£
Зима:
0,041мм: 8500мм = ст: 34000Н/мм2
0,16Н/мм2
Лето:
0,35мм: 8500мм = а: 34000Н/мм2
а= 1,4Н/мм2
Рис. 1.90. Распределение температуры: Лето-Зима.
Пример 3.
Плоская крыша. Как в примере 2, но с утеплителем внутри.
Требуется определить:
1.	Соответствие указаниям DIN.
2.	Распределение температуры по сечению: лето-зима.
3.	Изменение длины вследствие перепада температур.
4.	Температурные напряжения.
сч
Рис. 1.91. Состав крыши.
Решение:
, „ x-d	0,02 0,18	0,16	0,01
Л	0,87	2,1	0,035 0,17
R = 4,74м2 - К/Вт
как в примере 2 — требование выполняется строка 8.2.
1 d, d2 d. d. 1	1 0,02	0,18	0,16	0,01	1
2. RT = — + -L+-1 + -L + -± + — = - + ^— +	—-— + ^—+ ^—+ — =
T h, Д 4 23 24 he 8 0,87	0,035	2,1	0,17	23
= 0,125 + 0,023 + 0,086 + 4,571 + 0,059 4- 0,043
RT = 4,907м2  К/Вт a A6> = 95°C
Лето:
l,5°C	0,3	55,9	1,1	0,7	0,5
Зима:
0,9°C	0,2	32,6	0,6	0,4	0,3
U= 0,20Bt/m2 • К
3.	Температура бетонирования +19°C.
Зима: min Д6> = — 14°C — в статически нейтральной зоне — Д6> = 33,0°С
Лето: max А6) = 78,3°С — в статически нейтральной зоне — А0 = 59,3°С
Зима:
А7 = /0 • cZj. • Д€) = 8,50м • 0,000012м/м°С • 33,3°С = 3,37мм — укорочение
Лето:
А/ = 8,50м • 0,000012м/м°С • 59,3°С == 6,05мм - расширение (удлинение)
4.	Напряжение:
А7:/0 = <т:Е
Зима:
3,37мм: 8500мм = ст: 34000Н/мм2
сг= 13,48Н/мм2
Лето:
6,05мм: 8500мм = ст: 34000Н/мм2
24,2Н/мм2
Рис. 1.92. Распределение температуры: Лето-Зима.
048 1- Теплозащита
Оценка:
При укладке слоя утеплителя с внутренней стороны величины U не изме-
нятся, однако разность температур в статически-нейтральной зоне бетон-
ного перекрытия вырастает с 3,8°С до 92,3°С. Следствием внутреннего рас-
положения утеплителя является скопление тепла в бетонной плите, что ведет
к значительному увеличению изменений длины элемента:
Укорочение 3,37мм вместо 0,041мм.
Расширение 6,05мм вместо 0,35мм.
Вследствие этих больших деформаций возрастают напряжения в бетон-
ном перекрытии так, что это приведет к трещинам в покрытии и к отрыву
покрытия от опор, если не будет предусмотрена конструкция со скользя-
щей опорой и с соответственно выполненной конструкцией температурно-
го шва.
Примера
Как в примере 2, но без утеплителя.
Требуется определить:
1.	Соответствие указаниям DIN.
2.	Соответствие указаниям Норм по теплозащите (поэлементный метод)
3.	Распределение температуры по сечению: лето-зима.
4.	Температурные деформации.
5.	Температурные напряжения.
6.	Силы сжатия и растяжения крыши в продольном направлении.
Решение:
1.	R = 0,02/0,87 + 0,18/2,1 + 0,01/0,17 =
= 0,167м2 - К/Вт < треб. А = 1,20м2 • К/Вт
— требование не выполняется строка 8.2
2.	Ар = 1/h. + R + 1/Л = 1/8 + 0,167 + 1/23 = 0,336м2 - К/Вт
2,98Вт/м2 • К > доп. U= 0,22Вт/м2 • К
требование не выполнено
3.	RT = 1/h. + d/Я, + d2/A2 + d3/A3 + l/he = 1/8 + 0,02/0,87 +
+ 0,18/2,1 + 0,01/0,17 + 1/23 = 0,125 + 0,023 + 0,086 + 0,059 + 0,043 =
= 4,24м2 • К/Вт
Ар = 0,ЗЗм2 - 0,336м2 • К/Вт = ДО = 95°С
1.11. Изменение размеров конструктивных элементов
Лето:
22,3°С 4,1	15,4	10,5	7,7
Зима:
13,0°С 2,4	9,0	6,1	4,5
4.	Температура бетонирования +19°С.
В статически нейтральной зоне
Зима: min ДО = —4,5°С — ДО = 23,5°С
Лето: max ДО = 54,ГС - ДО = 35,ГС
Рис. 1.93. Сосотав крыши
Зима:
Д/ = /0 • а,. • Д0 = 8,50м • 0,000012м/м°С • 23,5°С = 2,4мм — уменьшение
в размерах
Лето:
Д7 = 8,50м - 0,000012м/м°С • 35, ГС = 6,05мм — расширение
5.	Напряжение:
Д/:/0 = су:£
Зима:
2,4мм: 8500мм = су: 34000Н/мм2
су= 9,6Н/мм2
Лето:
3,58мм: 8500мм = су : 34000Н/мм2
су= 14,32Н/мм2
6.	Зима: F= 9,6 - 6200 • 180 = 10,71МН
Лето: F= 14,32 - 6200  180 = 15,98МН
Оценка:
Вследствие ухудшения величины U в 15 раз не будут выполнены требо-
вания DIN и Норм по теплозащите.
Вследствие отсутствия скопления тепла в крыше не появится такая боль-
шая разность температур.
Этот пример показывает, что внутреннее расположение утеплителя, за
исключением значения величины U, ухудшает все остальные показатели
вплоть до защиты от образования конденсата (см. главу «Влагозащита»)-
Рис. 1.94. Распределение температуры: Лето-Зима.
1.11.2. Виды плоских крыш
Критерий:
•	Защита от дождя
•	Теплозащитная функ-
ция
•	Защита от шума
•	Несущая способность
Все функции в сплош-
ной конструкции.
штукатурка
---гидроизоля ция
---слой
утеплителя
---железобетонное
перекрытие
Рис. 1.95. Состав крыши.
Критерий:
•	Защита от дождя
•	Теплозащитная функция
•	Защита от шума
•	Несущая способность
Все функции через две раздель-
ные конструкции.
легкая наружная
оболочка
—► защита от дождя
воздушная
прослойка
тяжелая внутрен-
няя оболочка
—► несущая
функция
отвода
влаги
функция
Рис. 1.96. Состав крыши раздельной кон-
струкции.
Нормальная невентилируемая плоская крыша.
Критерий: Слой утеплителя под гидроизоляцией
Крыша перевернутого типа
Критерий: Слой утеплителя над гидроизоляцией.
засыпка гравием
слой утеплителя (обязательно с
закрытыми порами)(прим.ред)
гидроизоляция
железобетонное перекрытие
штукатурка
Рис. 1.97. Состав крыши.
Преимущества крыш перевернутого типа перед нормальной невентили-
руемой крышей.
•	Гидроизоляция не разрушается при ударах.
•	Защита гидроизоляции от перегрева, мороза и ультрафиолетовых лучей.
•	Защита гидроизоляции от механических воздействий, например при
ходьбе.
•	Гидроизоляция не нарушается при неизвестном поведении теплоизоля-
ции во времени (например разложение).
возможности использования
ходить только при
профилактических
И ремонтных
работах.
песчаной
или гравий-
ной подушке.
подземных
гаражей
=> пеностекло
Засеянные
травой или
маленьки-
ми расте-
ниями до
15см.
Высота
грунтового
слоя около
10-20см.
Засеянные
травой,
засажен-
ные
кустарни-
ком и
деревьями
высотой до
5м и более.
Высота
грунтового
слоя около
60см.
1. Теплозащита
плитное покрытие
лаги
защитный мат
утеплитель, очень прочный на сжатие,
с закрытыми порами
гидроизоляция
— железобетонное
Рис. 1.98. Со-
став эксплуати-
руемой плоской
крыши
перекрытие
растительный слой
слой накопления воды
дренажный слой
гидроизоляция
слой утеплителя по пароизоляции
железобетонное перекрытие
Рис. 1.99. Состав озе-
лененной крыши
воздей-
ствия
изнутри
Рис. 1.100. Воздействия на плоскую крышу.
слой гравия (защитный)
гидроизоляция, 2 слоя
।----холодная клеящая мастика (точечная приклейка)
— утеплитель
=----холодная клеящая мастика
битумный рулонный материал, свариваемый по кра-
ям, с промежуточным слоем аллюминиевой фольги
—► пароизоляция
раздельный слой выравнивания давления водяного
пара
-----предварительная обмазка
-----стяжка по уклону
-----железобетонное перекрытие
штукатурка
Рис. 1.101. Состав невентилируемой плоской крыши.
1.11. Изменение размеров конструктивных элементов
слой гравия (пригрузочный)
- гидроизоляция, 2 слоя
деревянная наружная кровельная плита из
водостойкой фанеры
воздушная прослойка для циркуляции
воздуха
утеплитель
балки (клееные прогоны)
битумный рулонный материал, свариваемый
по краям (пароизоляция)
железобетонное перекрытие, деревянные
конструкции и др.
штукатурка
Рис. 1.102. Состав вентилируемой плоской кровли.
Засыпка гравием
Синтетическая плитка
- Слой теплоизоляции
Гидроизоляция, 2 слоя
Слой для выравнивания давления водяного пара
Предварительная обмазка
Стяжка по уклону
Железобетонное перекрытие
Штукатурка
Рис. 1.103. Устройство крыши перевернутого типа
Земля, смешанная со стиромульными хлопьями
— (снабжение кислородом) и гигромульными хлопья-
ми (задерживающими влагу)
j Решетчатая сетка для анкеровки корней
ДДДН--- Водонакопительный слой около 10см
Фильтровальная плитка
Дренажная плита около 8см
Устойчивая к прорастанию корней фольга (пленка)
Гидроизоляция кровли,далее устройство подробно
невентилируемой плоской кровле, теплоизоляция
особо прочная на сжатие, например пеностекло.
Рис. 1.104. Устройство интенсивно-озелененной кровли
Назначение отдельных слоев.
Земля:
•	Растительный слой
•	Замена части природной среды, потерянной при застройке
•	Защита гидроизоляции от влияния погоды (тепло, мороз, град, снег, УФ-
лучи)
•	Защита гидроизоляции от механических воздействий, например при
ходьбе.
Слой гравия:
•	Защита гидроизоляции от солнечных лучей (УФ)
•	Защита утеплителя от перемещения ветром (пригрузка)
•	Защита от перегрева и от слишком быстрого высыхания поверхности
кровли
•	Отражение солнечных лучей
Гидроизоляция:
•	Защита от дождя, для надежности — не менее 2-х слоев.
•	Слой выравнивания давления водяного пара: слой, устраиваемый для
надежности гидроизоляции на случай повреждения пароизоляционно-
го слоя чтобы избежать пузырей пара под гидроизоляцией
Теплоизоляция:
•	Чтобы уменьшить теплопотери — экономия энергии
•	Чтобы свести к минимуму температурные напряжения в несущей кон-
струкции (расширение-сжатие)
1.11. Изменение размеров конструктивных элементов
•	Чтобы переместить температуру точки росы выше слоя пароизоляции.
Битумные рулонные материалы, свариваемые по краям в сочетании с ал-
люминиевой фольгой:
•	Слои битумного материала с двух сторон защищают аллюминиевую
фолыу от разрушения.
•	Битумные рулонные материалы более удобны для кровельщика при свар-
ке, чем склейка аллюминиевой фольги
•	Аллюминиевый слой выполняет функции пароизоляции.
Разделительный и выравнивающий слой:
•	Для перекрытия трещин от усадки и напряжений в несущей конструк-
ции, например гидростеклоизол или склееные по краям битумные ру-
лонные материалы, приклеенные полосками.
Предварительная обмазка (подготовка):
•	Чтобы разделительный и выравнивающий слой можно было лучше при-
клеить.
Стяжка по уклону:
•	Выравнивающий слой
•	Выравнивание неровностей основной несущей конструкции перекры-
тия
•	Образование уклона к ендове или воронке (внутренний водосток) или к
водосточному желобу на карнизе
•	Обеспечение гладкой поверхности — экономия материала для предва-
рительной обмазки (подготовки)
Железобетонная плита перекрытия:
•	Статические функции — несущие функции
•	Функция накопления тепла
•	Защита от шума
•	Пожарозащита
Штукатурка:
•	Эстетическая функция
•	Восприятие водяного пара и отдача пара в воздух помещения — вырав-
нивание влажности
•	Поглощение шума — грубая штукатурка
Вентилируемая плоская крыша:
•	Приток воздуха в нижней части через трубки диаметром от 3 до 4см или
через щели (шлицы)
•	Вытяжка в самой высокой части крыши
•	Сечение приточных отверстий 1/500-1/600 от площади крыши в зависи-
мости от ее уклона
•	Ориентировочная формула: на 20м3 воздушной прослойки 100см2 ее се-
чения
•	Сечение вытяжных отверстий должно быть в 1,5 раза больше, чем у при-
точных.
1.11.2. Примеры расчета различных строительных
элементов
Пример 1:
Интенсивно озелененная плоская крыша. Длина 8,5м. Температура бето-
нирования +19°С.
Данные:
Зимой 0оа = +6°С (поверхность гидроизоляции)
0Li = +20°С
Летом 0оа = +10°С (поверхность гидроизоляции)
Требуется определить:
1.	Соответствие указаниям DIN.
2.	Распределение температуры по сечению: лето-зима.
3.	Изменение длины под влиянием температуры.
4.	Температурные напряжения.
Рис. 1.105. Состав крыши
Гидроизоляция
Пеностекло WLGr 045
Железобетон
Известково-цементная штукатурка
Решение:
1.
п 0,02 0,18 0,20 0,01
R=y — = ——4-—^— + ——4-^—
0,87	2,1 0,045 0,17
R = 4,61м2 • К/Вт > треб./? = 1,20м2 • К/Вт
как в примере 2 — требование выполняется строка 8.2.
2.	R? = 1/h. + dj\ + J2/Z2 4- J3/A3 4- dj\ 4- 1/Л = 1/8 4- 0,02/0,87 4-
4-	0,18/2,1 4- 0,20/0,045 4- 0,01/0,17 4- l/oo = 0,125 4- 0,023 4- 0,086 4-
+ 4,444 + 0,059 4-0
R^ = 4,737м2 • К/Вт - лето Д0 = 4-14°C, зима Д0 = 4-10°C
Лето Д0 = 4-14°C
0,2°C 0,1	0,2	9,4	0,1
Зима Д0 = 4-10°C
0,4°C 0,1	0,2	13,1	0,2
Состав кровли обеспечивает не очень низкие температуры наружной по-
верхности зимой и не очень высокие температуры летом.
3.	Температура бетонирования 4-19°С.
Зима: min Д0 = 19,4°С — в статически нейтральной зоне — Д0 = 0,4°С
Лето: min Д0 = 19,6°С — в статически нейтральной зоне — Д0 = 0,6°С
Зима:
Д/ = Zo • ctj. - Д0 = 8,50м  0,000012м/м°С • 0,4°С = 0,0000408м =
= 0,041мм — расширение
Лето:
Д/ = 8,50м • 0,000012м/м°С • 0,6°С = 0,00006м = 0,06мм — расширение
4.	Напряжение:
Д/:/0 = ст: Е
Зима:
0,041мм: 8500мм = ст: 34000Н/мм2
ст= 0,16Н/мм2— напряжение сжатия
Лето:
0,06мм: 8500мм = ст: 34000Н/мм2
ст= 0,24Н/мм2- напряжение сжатия
Оценка: При сравнении со всеми пятью возможностями устройства плос-
кой крыши озелененная крыша показала себя как наилучшая с точки
зрения строительной физики.
Крыша ни зимой, ни летом не подвергается воздействию экстремаль-
ных наружных температур, воздействию снега, града, льда и УФ-излуче-
ния.
С точки зрения экологии такая крыша отдает обратно природному ок-
ружению ту площадь, которую отняли у природы при застройке.
1. Теплозащита
Пример 2.
Подпорная стенка.
Длина 12,5м. Температура бетонирования +15°С.
Температура бетонирования:
Зимой -18°С.
Летом +45°С.
Требуется определить: толщину температурного шва.
Решение:
Д/ = /0 •	• А© = 12,50м • 0,000012м/м°С • 30°С = 0,00458м = 4,5мм
Толщина шва
d = 4,5мм • 2 = 9мм
Принимаем d = 12мм
Пример 3.
Стяжка. Плита стяжки 6,0x6,Ом. Температура бетонирования +12°С. Тем-
пература стяжки +18°С.
Требуется определить: толщину деформационного шва.
Решение:
Д/ = /0 •	• Д© = 6,0м • 0,000010м/м°С • 6°С = 0,00036м = 0,36мм
Толщина шва
d = 0,36мм • 2 = 0,72мм
Принимаем d = 1,2мм
Пример 4.
Стяжка с проложенными в ней элементами отопления. Плита стяжки
6,0x6,0м. Температура бетонирования +12°С. Температура стяжки +45°С.
Требуется определить: толщину температурного шва.
Решение:
Д/ = /0 	• ДО = 6,0м • 0,000010м/м°С • 33,0°С = 0,00198м = 1,98мм
Толщина шва
d = 1,98мм  2 == 3,96мм
Принимаем d = 5,0мм
7. 17. Изменение размеров конструктивных элементов
Таблица 1. Коэффициенты температурного расширения.
Материал	аг в м/м°С (1/°С)
Алюминий	0,000024
Медь	0,000017
Сталь	0,000012
Гранит	0,0000074
Базальт	0,0000065
Кварцит	0,0000118
Песчаник	0,0000118
Известняк	0,000008
Стеновой кирпич	0,000006
Клинкерный кирпич	0,0000035
Силикатный кирпич	0,000008
Легкобетонные камни	0,000010
Газобетонные блоки	0,000008
Бетон: В I	0,000010
В II (кварцевые добавки)	0,000012
Железобетон	0,000012
Цементный раствор	0,000010
Известковый раствор	0,000009
Сложные штукатурки	0,000006
Дерево параллельно волокнам	0,000005
Стекло	0,000009
1. Теплозащита
Таблица 2. Модули упругости строительных материалов.
Материал			Е-модуль, Н/мм2
Сталь			210000
Чугун			100000
Бетон		В 10	22000
		В 15	26000
		В 25	30000
		В 35	34000
		В 45	37000
		В 55	39000
Кладка		MGr	
Камни прочностью	2	Па	2000
	4	Па	3000
	6	Па	5000
	12	Па	6000
	20	Па	7000
	28	Па	8000
	36	Па	10000
	48	Па	11000
	60	Па	12000
Хвойная древесина		II волоки.	10000
		I волоки.	300
Дуб/Бук		II волоки.	12500
		1 волоки.	600
Фанера	D = 22мм	2400	
2. ВЛАЖНОСТЬ - ЗАЩИТА ОТ ВЛАЖНОСТИ
Влажность -
Защита от влажности
2.1
Виды влаги
Дождь
Грунтовая влага
Водяной пар
Снег,
лед,
град
вода не под
давлением
вода
под давлением
проника-	поднимаю-
ющая	щаяся по
сбоку	капиллярам
Конденсация
водяного
пара на
поверхности
ограждающих
конструкций
Конденсация
водяного
пара внутри
ограждающих
конструкций
Защита
от
дождя
Защита от грунтовой влаги		Защита от грунтовых вод		Защита от конденсационной влаги
	I				I •		
Строительные защитные мероприятия					
					
Соот-
ветству-
ющая
защита
от
ливней
и косого
ДОЖДЯ,
как,
напри-
мер -
карни-
зы,
кРутоук-
лонная
кРыша,
иерго-
лы.
Гидроизоляци-
онный бетон,
гидроизоляци-
онная штукатур-
ка, битумные
обмазки, пленки
из синтетичес-
ких материалов,
пеностекло в
битумной
обложке, слой
крупного гравия.
Выполнение
конструкции в
виде ванны с
лентой уплотне-
ния стыков, а
также с наруж-
ной или внутрен-
ней гидроизоля-
цией;
белая-черная
ванна.
Достаточно
большое
сопротивле-
ние теплопе-
редаче
конструкции
во всех
местах =>
соответ-
ственно,
достаточная
температура
внутренней
поверхности
конструкции.
Правильный
выбор слоев
и, основное,
правильная
последова-
тельность
слоев
материалов
внутри
конструкции
=> по возмож-
ности
частичная
пароизоляция
из битумокар-
тона, синте-
тической
пленки или
полная
пароизоляция
из алюминие-
вой фольги
или пеностек-
ла.
2. Влажность — защита от влажности
2.2.	Агрегатные состояния
Влажность, с точки зрения химии и физики, это вода в какой-либо форме.
Вода может быть в трех формах — твердой, жидкой и газообразной, причем
при изменении формы нельзя перепрыгнуть, как правило, из твердой фор-
мы в газообразную и наоборот.*
Рис. 2.1. Агрегатные состояния
Относительно агрегатных состояний действуют следующие правила:
•	Твердое тело плавится, те. становится жидким, при его нагревании.
•	Каждое тело плавится при определенной температуре.
•	Растворы имеют более низкую температуру замерзания и более высо-
кую температуру кипения, чем вода (посыпка дорог солью зимой).
•	Когда газы охлаждаются, они становятся жидкими => (конденсируют-
ся).
•	При конденсации и затвердевании тело отдает воспринятое при плавле-
нии и испарении тепло.
•	Вода превращается в пар и без кипения.
Конденсация: Образование пара ниже 100°С.
Испарение при кипении: Образование пара при 100°С и более.
•	Конденсация идет тем быстрее:
-	чем больше площадь испарения
-	чем выше температура
-	чем сильнее движение воздуха у поверхности
* Хотя, на первый взгляд, могут быть исключения, связанные со скоростью перехо-
да из одной формы в другую (прим. ред.).
2.3. Виды воды 163
конденсация
ф
Жидкое
Твердое
газооб-
разное
нагре-
вание
2265 кДж
2265 кВт с
ф
§
2
<5 420 кДж
ф 420 кВт с
выпаривание
испарение
2265 кДж
2265 кВт с
1 литр (кг)
воды
Пар
100"С
охлаж-
дение
Вода
100вС
плавление
335 кДж
335 кВт с
420 кДж j
420 кВт с'
Вода
ЮО’С
Вода
0°С
Вода
0еС
затвердевание
335 кДж
335 кВт с
Рис. 2.2. Энергетический баланс изменения состояний
Т[К]а(°С]
Нагревание воды
с 0"С до ЮО’С
количество тепла для
изменения агрегатного
состояния
Нагревание льда
335 420
2265
Г азооб-
разное
100 °C
Точка
кипения
Жид- ;
кое
Твер-
О °C
Точка
замерзания
Перегрев пара
1 кг
воды
Количество тепла Q,
кДж/кг или кВт с/кг
Тепло на плавление Тепло на испарение
чтобы лед при 0’С
чтобы лед при 0’С чтобы воду при ЮО’С
превратить в воду при СГС превратить в пар при
ЮО’С
Рис. 2.3. Диаграмма энергетического баланса изменения агрегатных состоя-
ний
2. Влажность — защита от влажности
• Вблизи испаряющейся воды воздух охлаждается, т.к. у него отбирается
тепло, которое необходимо для испарения.
С агрегатным состоянием связан не только круговорот воды в природе,
но и энергетический круговорот, который состоит в том, что тепло, которое
должно быть подведено при таянии и испарении, должно быть снова отда-
но в атмосферу при конденсации и замерзании.
2.3.	Виды воды
Вода — это вещество, которое в повседневной жизни играет незаменимую
роль.
Она заключается в:
•	Необходимости для поддержания жизни людей, животных, растений.
•	Она проводит электрический ток.
•	Она проводит звук и тепло.
•	Она растворяет большинство веществ.
•	Может содержать растворенные твердые вещества, газы, кислоты и ще-
лочи. Имеет при +4°С свою наибольшую плотность (1дм3 ~ 1кг)
•	Она является предпосылкой для эрозии и осаждения почв.
Поверхностная вода
Стоячая вода
/  Просачивающаяс|Г\\
I ♦	1
труднопроницаемый, напр.
глина, суглинок (водоуЬор)
Материковый грунт
хорошо про'ницаё- ;
мый, напр. гравий,-,
шлак'	'. ’
11»» Капиллярная водами
Грунтовые воды
♦ I (Вода в слоях гр
Рис. 2.4. Виды воды
2.
2.4.	Кругооборот воды
рода — это не объект потребления, а объект использования, и, поэтому, мо-
жет снова и снова выполнять свою функцию.
То, что вода в желаемом качестве и в нужном количестве больше не все-
гда может использоваться неограниченно, можно отнести только за счет
загрязнения нашей окружающей среды.
Рост населения, запросы цивилизации и беззаботное обращение с жиз-
ненно необходимым богатством привели к тому, что вода не может больше
использоваться так, как ее предоставляет нам природа. Теперь мы должны
иметь между источником воды и ее «потреблением» станцию водоподго-
товки.
Только гораздо позже у людей созрело мнение, что во многих смыслах
загрязненная человеком вода должна быть обработана, т.е. очищена, преж-
де чем она поступит снова в круговорот воды в природе. Так природный
кругооборот воды дополняется «водоприготовительными станциями и очи-
стными сооружениями» для того, чтобы можно было наслаждаться и далее
этим животворным веществом.
Рис. 2.5. Кругооборот воды
2. Влажность — защита от влажности
2.5.	Вода, ее значение
Если ограничить многообразное значение и применение воды сектором
«Строительство», то можно различать:
1.	Воду как строительный материал
-	Вода для затворения раствора и бетона
-	Для гашения извести СаО + Н2О -> Са(ОН)2
-	Для кристаллизации гипса CaSO4 • 2Н2О
2.	Воду как вспомогательный материал
-	Транспортное средство
-	Средство для очистки
-	Средство для образования растворов NaCl + Н2О
3.	Воду как фактор человеческого комфорта
- Влажные помещения вызывают аллергии и определенные болезни,
такие, как болезни суставов, ревматизм, туберкулез.
4.	Воду как причину повреждений в зданиях и сооружениях
-	Капиллярность
-	Образование конденсата, талой воды, таяние льда
-	Коррозия арматура в бетоне и в преднапряженном желзобетоне
-	Высолы растворимые соли транспортируются на поверхность кон-
струкции водой
-	Действие мороза фундаменты, дороги выпучиваются
-	1рибки и гниль на древесине
-	Агрессивные воды за счет кислот и щелочей
-	Снижение теплозащитных свойств материалов (заполненные водой
поры лучше проводят тепло)
-	Плесень и грибки на штукатурке, кладке и древесине
2.6.	Капиллярность
Как это выражает тема настоящей главы, центром тяжести рассмотрения
является повреждающее действие воды. Одной из причин разрушающего
действия воды является капиллярность строительных материалов. Как по-
казывает структурограмма, капиллярность зависит от взаимодействия та-
ких факторов как пористость, сила сцепления (когезия и адгезия).
2.6,
Пористость. Основной предпосылкой является то, что большинство строи-
тельных материалов имеют поры. Вода может проникать только в пористые
материалы и там скапливаться.
Преимущества пористости строительных материалов:
•	Легкие
•	Хорошо обрабатываемые и перерабатываемые
•	Хорошая теплозащита
•	Хорошее звукопоглощение
•	Хороший воздухе- и влагообмен
Недостатки пористости строительных материалов:
•	Малая прочность на сжатие и растяжение
•	Повреждаются морозом
•	Капиллярное всасывание
•	Водопроницаемость
•	Опасность разложения
Когезия или сила сцепления молекул. Когезия (cohere — держать вместе, лат.)
или сила сцепления связана также с капиллярностью. В твердых материа-
лах молекулы имеют между собой сильную связь, тогда как в жидких мате-
риалах молекулы связаны между собой значительно слабее и поэтому очень
подвижны.
В воде сила сцепления молекул на поверхности называется также повер-
хностным натяжением. Оно так велико, что иголка или бритва плавает на
поверхности воды.
Рис. 2.6. Когезия
Газы не имеют когезии, что означает их свободное рассеяние в воздухе
В грунтах сила сцепления молекул оценивается по величине углом естествен-
ного откоса.
Адгезия или сцепление с другими материалами. Не только молекулы одного
Материала удерживаются прочно друг с другом, но также и два различных
Материала сцепляются друг с другом. Это свойство называется адгезией или
силой сцепления с другими материалами.
Адгезия имеет место между:
*	Двумя твердыми материалами
*	Твердым и жидким материалами
*	Твердым и газообразным материалами (сигаретный дым в одежде)
Пружинные весы
Стек- Стол Вода Стол
лян-
ная
плас-
тинка
Рис. 2.7. Адгезия
Опыт:
Рис. 2.8. Капиллярность в зависимости от поперечного сечения
Опыты показывают: чем меньше поперечное сечение, тем выше подни-
мается вода. Это явление объясняется следующим образом:
А = область адгезии
К = область когезии
Рис. 2.9. Связь между когезией — адгезией — силой тяжести.
Если рассматривать сечение трубочки как пору, то внутри этой поры име-
ет место сравнение этих усилий.
Сила адгезии между материалами воды и стеклянной стенки направлена
кверху, т.к. последняя наверху сухая.
2.6. Капиллярность
Сила тяжести воды направлена вниз. Сила тяжести зависит от когезии
материала.
Величина области адгезии зависит от материала, хотя, несмотря на раз-
личную величину пор, почти одинакова. Область когезии, где сила тяжести
сильнее чем сила адгезии, с уменьшением диаметра пор становится все мень-
ше, так, что в случае маленьких пор соотношение сил изменяется в пользу
адгезии, и, таким образом, вода может подниматься вверх.
Таким образом можно сказать:
Капиллярность основана на взаимодействии когезии, адгезии и силы
тяжести. Чем более пористым является материал, и чем мельче поры,
тем больше капиллярность.
Практика
лярно-
сти
Рис. 2.10. Различные материалы и их капиллярность
Чем плотнее материал, тем меньше его капиллярность.
Чем меньше поры и чем больше количество пор, тем больше его ка-
пиллярность.
Поэтому (в идеале) в одной стене не должны применяться различные
Материалы => различная способность всасывания (абсорбция) строитель-
ных материалов имеет негативные последствия. Это особенно проявляется
в штукатурке.
2. Влажность — защита от влажности
Крупный
гравий
никакой
капилляр-
ности
Глина
большая
Песок
очень
большая
Рис. 2.11. Различные виды грунта и их капиллярность
Опыты показывают: чем больше поры между отдельными частицами
грунта, тем меньше капиллярность.
Практика: устройство (под подошвой фундамента и под полом подвала)
слоя крупного гравия для разрушения капиллярности грунта.
Таблица 1. Равновесная влажность строительных материалов при температуре 10°С
и относительной влажности 50%
Строительный материал	Водосодержание по массе,%
Стеновой кирпич р = 1400 кг/м3	0,15
Известковая штукатурка	0,50
Бетон р = 2400 кг/м3	1,10
Известково-цементная штукатурка р = 1800 кг/м3	2,80
Силикатный кирпич, шлакоблоки	3,45
Вода, таким образом, может перемещаться:
вниз: в соответствии со своим весом
вбок: в соответствии со своей плотностью и разницей уровней
вверх: в соответствии с величиной пор и пористой структурой материала
Пористая структура влияет на:
• Водовосприятие
•	Перемещение воды
•	Степень насыщения материала водой
Подъем капиллярной влаги зависит от радиуса пор.
2.7.
Максимальная высота подъема может быть определена по формуле:
, 0,15*
макс.Л =---- >
где Ар — радиус пор в см, h — высота подъема в см.
Радиус пор:
Бетон:	Яр= около 0,02 дм до 10 дм в зависимости от водоцемент-
ного отношения и степени гидратации.
Кирпич: Л = около 0,01 дм до 100 дм в зависимости от температу-
ры обжига.
Примеры:
Кирпич: Rp= 10 дм = 0,000010 м = 0,0010 см
макс. Л = 0,15/0,001 = 1,50 м
Бетон:	Rp= 1 дм = 0,000001 м = 0,0001 см
макс.Л = 0,15/0,00010см = 1500 см = 15 м
2.7. Гидроизоляция и пароизоляция
2.7.1. Гидроизоляция
Наличие воды в строительных материалах ведет к повреждениям и, следо-
вательно, нежелательно. Поэтому принимаются разнообразные меры для
того, чтобы изолировать наши сооружения от воды. Это может быть обес-
печено только путем устройства гидроизоляционных слоев.
* Исследования с участием редактора в Гос. Эрмитаже (Санкт-Петербург) показа-
ли, что высота подъема в значительной степени зависит также от атмосферного
Давления, (прим, пер.)
2. Влажность — защита от влажности
Ненапорной водой называют такую воду, которая течет по поверхности
земли, просачивается сквозь грунт и собирается в порах земли как грунто-
вая влага.
Рис. 2.12. Вертикальная гидроизоляция
Рис. 2.13. Горизонтальная гидроизоля-
ция
Вода под давлением (напорная) — как правило — это грунтовая вода, ко-
торая как водяная колонна в земле давит на сооружение сбоку и снизу.
Назначение отдельных слоев:
Дренирующий слой гравия: В слое крупного гравия между отдельными
камнями образуются большие пустоты, так называемые поры навала. В них
вода не в состоянии подниматься вверх.
Чистый слой: Он, как правило, имеет консистенцию KS и должен:
-	препятствовать проникновению бетона при бетонировании плиты пола
подвала в слой крупного гравия;
-	обеспечивает свободный от земли слой для прокладки арматуры.
Плита пола: Наряду с восприятием нагрузок от здания, образует водо-
непроницаемую границу снизу.
Гидроизоляционная штукатурка: Речь идет о многослойной цементной
штукатурке, которая покрыта битумной обмазкой.
Дренажная плита: Она должна обеспечивать, чтобы вода подходящая к
поверхности стены, могла бы сразу отводиться вниз.
2.7. Гидроизоляция и пароизоляция
£30
2.7.1.1. Гидроизоляция от безнапорной воды
Рис. 2.14. Действующая сбоку влага
неправильно
Рис. 2.15. Капиллярная поднимающаяся влага
гидроизоляционный слой
неправильно
правильно
2.7.1.2. Гидроизоляция против воды под напором
Рис. 2.16. Наружная гидроизоляция, выдерживающая давление воды
•	Защита наружной гидроизоляции с помощью защитной стенки.
*	Переход от гидроизоляции подошвы к гидроизоляции стены через стык
с выкружкой.
Рис. 2.17. Внутренняя гидроизоляция в виде корыта
•	Давление воды отталкивает гидроизоляционный слой от конструкции
(невыгодное решение).
•	Почти исключительно при реконструкции существующих зданий.
Рис. 2.18. Стык под прямым углом с
выкружкой
Рис. 2.19. Гидроизоляция наружного коры-
Наружная гидроизоляция:	та
•	Выгодное расположение гидроизоляционного слоя при наружном дей-
ствии воды.
•	На наружных поверхностях действующее на гидроизоляцию гидроста-
тическое давление воздействует исключительно на несущие строитель-
ные конструкции.
•	Гидроизоляция пола подвала прижимается к корыту весом здания.
•	Давление земли прижимает гидроизоляцию к несущей конструкции.
•	Малая опасность повреждения гидроизоляции при проведении после-
дующих строительных работ.
•	Изоляция несущих строительных конструкций как от грунтовых вод, так
и от растворенных в них химических агрессивных веществ.
2.7. Гидроизоляция и пароизоляция
•	Независимое от устройства гидроизоляции разделение подвала проме-
жуточными стенами.
2.7.1.3. Швы — шовные ленты
Деформационные швы. Каждое тело расширяется при увеличивающейся тем-
пературе и сжимается при уменьшении температуры. Бетон усаживается в про-
цессе твердения, что приводит к напряжениям в конструкции и изменению ее
размеров, которые должны компенсироваться швами.
Чтобы избежать образования трещин в длинных конструкциях, особен-
но в железобетоне вследствие изменения их длины за счет температурных и
усадочных напряжений, необходимо через определенные отрезки длины
конструкций устраивать деформационные швы. К материалу деформаци-
онного шва предъявляются требования, чтобы при расширении двух частей
конструкции они могли без повреждений сходиться вместе, а при умень-
шении в размерах — расходиться.
В качестве материала заполнения шва выбирают длительно сохраняю-
щие упругость материалы.
Рабочие швы. Рабочие швы устраиваются по конструктивным соображениям в
местах соприкосновения различных материалов (фахверк), но также и в моно-
литных бетонных конструкциях. Большие конструкции из бетона часто не мо-
гут бетонироваться за один раз как по соображениям рабочего времени, так и
по технологии строительного производства. Поэтому конструктивно невозмож-
но, например, бетонировать плиту пола подвала за один раз со стенами подва-
ла. С другой стороны, процесс бетонирования часто прерывается паузами (ко-
нец рабочего дня).
В этих местах, которые запланированы проектом производства работ, пре-
дусматривается устройство швов. Связь одной части конструкции с другой
осуществляется через ленточный рабочий шов. В туннельном строительстве,
а также при строительстве резервуаров и ванн бассейнов рабочие швы долж-
ны быть особо водонепроницаемыми.
Ленточные швы
В зависимости от расширения конструкций летом и сокращения в размерах
зимой эластичные ленты для швов подвергаются различным воздействиям.
Эти ленты состоят из компенсаторной части, уплотняющей части и анке-
Ровочной части.
I...I....I....I....<2> I I I...............I1
Уплотняющая часть j, Уплотняющая часть
Компенсаторная часть
Рис. 2.20. Части эластичной ленты для шва
Рис. 2.21. Состояние при монтаже
Рис. 2.22. Состояние при расширении
шва
Рис. 2.23. Состояние сжатия
шва
Рис. 2.24. Состояние при сдвиге шва
Рабочие швы с эластичными элементами
Ленты в таких швах отличаются от лент в обычных деформационных швах
тем, что, как говорит их название, они устраиваются там, где неизбежен
перерыв в рабочем процессе по условиям времени или по конструктивным
соображениям.
Рис. 2.25. Положение
снаружи
Рис. 2.26. Положение в
середине
Рис. 2.27. Положение
внутри
2.7. Гидроизоляция и пароизоляция 177
Положение снаружи
Преимущества:
•	Шовная лента прижимается ко шву
•	Вода не проходит в шов
•	Хорошо закрепляются на опалубке
Недостатки:
•	Лента может быть повреждена при обратной засыпке котлована
•	Подвержена разложению под действием находящихся в грунте вредных
веществ
Положение в середине
Преимущества:
•	Невозможность механического повреждения
•	Защита от разрушающих воздействий слоем бетона
•	Не подвержена воздействию УФ-лучей
Недостатки:
•	Вода может проникать до половины толщины конструкции
•	Усложненная установка
•	Дорогая и усложненная установка арматуры
Положение внутри
Преимущества:
•	Можно устанавливать после возведения конструкции
Недостатки:
•	Опасность разрушения за счет механического воздействия
•	Подвержена воздействию УФ-лучей*
•	Вода проникает через весь шов в конструкцию
•	Вода отталкивает ленту от конструкции
2.7.2. Пароизоляция
Вода в виде пара появляется в основном в жилых и рабочих помещениях.
Влажность воздуха в помещении в значительной степени определяется на-
значением помещения. В зависимости от использования жилых и рабочих
помещений в воздух поступает примерно следующее количество водяного
пара:
—-------------------------------
Очевидно при еще не закрытом подвале.
Воздух, выдыхаемый людьми
Приготовление пищи
(в зависимости от числа варочных мест)
В ванных, душевых
Сушка белья
(в зависимости от степени влажности)
Комнатные растения
(в зависимости от величины и вида)
от 20 до 70 г/час
от 50 до 500 г/час
800 г/час
50-500 г/час
5-20 г/час
Химически, водяной пар — это вода (Н2О).Под действием температуры
и ветра поверхность воды выпускает отдельные молекулы воды, которые
вследствие малого веса, могут быть переносимы воздухом.
Испарение тем больше:
•	чем выше температура воды. У теплой воды молекулы более подвижны,
чем у холодной;
•	чем выше температура воздуха. Теплый воздух способствует выходу под-
вижных молекул быстрее и может также скорее их воспринимать, чем
холодный воздух;
•	чем сильнее действие ветра. Сильный ветровой отсос отрывает подвиж-
ные молекулы воды от поверхности и уносит их, освобождая место для
следующих молекул;
•	чем больше поверхность испарения. Испарение может происходить толь-
ко на поверхности жидкости.
+35 °C
Рис. 2.28. Температура
воды
воздуха
Рис. 2.29. Температура Рис. 2.30. Площадь
испарения
Накапливать водяной пар могут не только некоторые твердые тела, но
также и воздух. Воздух в зависимости от температуры может накапливать
максимальную массу воды в форме пара.
То, что воздух содержит влагу, является необходимым для нашего хоро-
шего самочувствия, а также для техники и большинства функциональных
процессов. Разговор в сухом воздухе уж через несколько часов вызывает ос-
ложнения. С другой стороны мы ощущаем слишком влажный воздух уто-
мительным и давящим. Уже только это говорит о том, что воздух в боль-
шинстве случаев только в определенной степени должен содержать влагу.
2 9. Образование конденсата — точка росы 179
Рис. 2.31. Максимальное влагосодержание воздуха
Если соединить вершины столбчатой диаграммы одной линией, то можно
получить линейную диаграмму, на которой можно прочитать промежуточ-
ные значения.
Рис. 2.32. Максимальное влагосодержание воздуха
2.8.	Влажность воздуха
2.8.1.	Относительная влажность воздуха
Если отнести фактическую массу влаги к максимально возможной массе
влаги, воспринимаемой воздухом при данной температуре, то это отноше-
ние называется относительной влажностью воздуха. Максимально возмож-
ное количество влаги, воспринимаемой воздухом, называется количеством
насыщения, т.к. воздух при этом полностью насыщен водяным паром, т.е.
не может воспринимать больше влаги.
Относительная влажность воздуха — это отношение действительного
содержания пара к количеству насыщения. Если максимально возможное
Для восприятия воздухом количество влаги принять за 100%, то это соотно-
шение может быть выражено следующим уравнением:
Относительная
влажность
(в %)
<Р
максимально
возможная
влажность
(в %)
100%
существующее
содержание
пара
существующее
содержание
пара
максимальное
содержание
пара
максимальное
содержание
пара
Относительная влажность воздуха обозначается греческой буквой Ф(фи).
Преобразуя вышеприведенную формулу мы можем получить следующее
выражение:
Существующее содержание пара [г /м’]100%
отн. влажность ср =---------------------—ь------—г--
Максимально возможное содержание пара [г/м ]
Приведенное процентное соотношение показывает, на сколько % воз-
дух насыщен водяным паром, в зависимости от температуры.
Так как максимально возможное для восприятия воздухом количество
водяного пара зависит от температуры, то и относительная влажность — ве-
личина, зависящая от температуры.
2.8.2.	Абсолютная влажность воздуха
Под абсолютной влажностью воздуха понимают фактическую массу воды,
накопившуюся в воздухе независимо от температуры.
2.9.	Образование конденсата - точка росы
Масса воды, которую в парообразной форме может накапливать воздух, за-
висит от температуры.
Рис. 2.33. Относительная влажность воздуха.
2.9. Образование конденсата — точка росы
Объяснение диаграммы
При температуре воздух содержит массу воды тх, хотя при этой достаточ-
но высокой температуре он мог бы накопить большую массу воды в паро-
образной форме. Он, поэтому, только на определенный процент (здесь х%)
насыщен водяным паром. Относительная влажность составляет х%. Если
воздух охладится до температуры Z2, то он сможет меньше воды накапливать
в себе, так, что резерв возможного накопления станет меньше и при темпе-
ратуре /2 будет полностью исчерпан. Относительная влажность при этом
возрастает до 100% (х% = 100%) и полное насыщение будет достигнуто.
Соответствующая температура, при которой эта степень насыщения бу-
дет достигнута, называется температурой точки росы, или кратко — точкой
росы.
Если воздух охладить ниже температуры t2, то относительная влажность
должна бы и дальше расти, т.е. более 100%, что, однако, невозможно. Влаж-
ность, которая больше не может накапливаться в воздухе в парообразной
форме, при понижении температуры ниже t2 будет выпадать в виде воды.
Если пар охлаждать, то он конденсируется. Эту воду называют росой, кон-
денсатом или конденсационной влагой.
Поэтому можно также сказать:
Под температурой точки росы понимают такую температуру, при ко-
торой воздух начинает выделять влагу в форме воды. (Образование
конденсата)
Пример в цифрах:
Предположим, воздух содержит при 25°С 12,8 г/м3 воды в форме пара; он
еще имеет 10,3 г/м3 в качестве резерва до насыщения, т.к. он может макси-
мально накопить 23,1 г/м3 в виде пара (см. рис. 2.32).
Относительная влажность воздуха при 25°С при этом составляет:
Относительная
влажность
влажность
насыщения
100%
01
фактическая
влажность
12,8 г/м3
55,41%
максимальное
влагосодержание
23,1 г/м3
Охлаждение воздуха до 20°С показывает, что последний может макси-
мально воспринять только 17,3 г/м3. Свободный резерв накопления умень-
шится с 10,3 г/м3 (23,1-12,8) до 4,5 г/м3 (17,3 - 12,8).
Это означает, что относительная влажность повысится:
Ф2	: 100%	=	12,8 г/м3 ,
<р2	=	74%
17,3 г/м3
2. Влажность — защита от влажности
Если воздух охлаждать дальше, то этот более холодный воздух может вос-
принимать все меньшее количество влаги, хотя абсолютная влажность все
еще составляет 12,8 г/м3, при этом резерв накопления будет становится все
меньше, пока он не станет равным нулю, т.е. относительная влажность рас-
тет до тех пор, пока она не достигнет 100%.
Это имеет место при 15°С, т.к.:
<р3	: 100%	=	12,8 г/м3 :	12,8 г/м3
<р3	=	100%
Если воздух охлаждать и далее, то он больше не сможет воспринимать
влагу, т.к. при 100% он уже достиг максимальной возможности накопления.
С этого момента воздух выделяет избыточную влагу в жидкой форме (роса
или конденсат).
При температуре 15°С это будет 6 г/м3 конденсата (12,8-6,8), т.к. воздух
может содержать при этой температуре максимум 6,8 г/м3 в парообразной
форме.
При температуре менее 15°С относительная влажность переваливает за
100%. Это было бы:
<р4	: 100%
12,8г/м3	:	6,8г/м3
<р4	=	188,2%
Так как это невозможно, то избыточная влажность 12,8 — 6,8 =
6,0 г/м3 будет выпадать в виде конденсационной воды (росы).
Рис. 2.34. Относительная влажность воздуха
2.9. Образование конденсата — точка росы
Таблица 2.2. Точка росы втв зависимости от температуры и относительной влажнос-
ти воздуха.
Тем- пера- тура воз- духа е °C	Точка росы 0т в °C при относительной влажности в														
	30%	35%	40%	45%	50%	55%	60%	65%	70%	75%	80%	85%	90%	95%	100%
30	10,5	12,9	14,9	16,8	18,4	20,0	21,4	22,7	23,9	25,1	26,2	27,2	28,2	29,1	30,0
29	9,7	12,0	14,0	15,9	17,5	19,0	20,4	21,7	23,0	24,1	25,2	26,2	27,2	28,1	29,0
28	8,8	Н,1	13,1	15,0	16,6	18,1	19,5	20,8	22,0	23,2	24,2	25,2	26,2	27,1	28,0
27	8,0	10,2	12,2	14,1	15,7	17,2	18,6	19,9	21,1	22,2	23,3	24,3	25,2	26,1	27,0
26	7Д	9,4	И,4	13,2	14,8	16,3	17,6	18,9	20,1	21,2	22,3	23,3	24,2	25,1	26,0
25	6,2	8,5	10,5	12,2	13,9	15,3	16,7	18,0	19,1	20,3	21,3	22,3	23,2	24,1	25,0
24	5,4	7,6	9,6	11,3	12,9	14,4	15,8	17,0	18,2	19,3	20,3	21,3	22,3	23,1	24,0
23	4,5	6,7	8,7	10,4	12,0	13,5	14,8	16,1	17,2	18,3	19,4	20,3	21,3	22,2	23,0
22	3,6	5,9	7,8	9,5	11,1	12,5	13,9	15,1	16,3	17,4	18,4	19,4	20,3	21,2	22,0
21	2,8	5,0	6,9	8,6	10,2	11,6	12,9	14,2	15,3	16,4	17,4	18,4	19,3	20,2	21,0
20	1,9	4,1	6,0	7,7	9,3	10,7	12,0	13,2	14,4	15,4	16,4	17,4	18,3	19,2	20,0
19	1,0	3,2	5,1	6,8	8,3	9,8	11,1	12,3	13,4	14,5	15,5	16,4	17,3	18,2	19,0
18	0,2	2,3	4,2	5,9	7,4	8,8	10,1	11,3	12,5	13,5	14,5	15.4	16,3	17,2	18,0
17	-0,6	1,4	3,3	5,0	6,5	7,9	9,2	10,4	11,5	12,5	13,5	14,5	15,3	16,2	17,0
16	-1,4	0,5	2,4	4,1	5,6	7,0	8,2	9,4	10,5	11,6	12,6	13,5	14,4	15,2	16,0
15	-2,2	-0,3	1,5	3,2	4,7	6,1	7,3	8,5	9,6	10,6	11,6	12,5	13,4	14,2	15,0
14	-2,9	-1,0	0,6	2,3	3,7	5,1	6,4	7,5	8,6	9,6	10,6	11,5	12,4	13,2	14,0
13	-3,7	-1,9	-0,1	1,3	2,8	4,2	5,5	6,6	7,7	8,7	9,6	10,5	11,4	12,2	13,0
12	-4,5	-2,6	-1,0	0,4	1,9	3,2	4,5	5,7	6,7	7,7	8,7	9,6	10,4	11,2	12,0
11	-5,2	-3,4	-1,8	-0,4	1,0	2,3	3,5	4,7	5,8	6,7	7,7	8,6	9,4	10,2	11,0
10	-6,0	-4,2	-2,8	-1,2	0,1	1,4	2,6	3,7	4,8	5,8	6,7	7,6	8,4	9,2	10,0
Состо- яние поме- ще- ния	Слиш- ком сухо	Сухо		Нормально влажно			Влажно			Слишком влажно		Слишком мокро			
При- емле- мость	Не- при- емле- мо	Еще прием, лемо		Особенно приемлемо			Еще приемлемо			Неприемлемо					
2. Влажность — защита от влажности
Таблица 2.3. Давление насыщения водяного пара в зависимости от температуры.
Тем- пера- тура °C	Давление насыщения водяного пара, Па									
	,0	,1	,2	,3	,4	,5	,6	,7	,8	,9
30	4244	4269	4294	4319	4344	4369	4394	4419	4445	4469
29	4006	4030	4053	4077	4101	4124	4148	4172	4196	4219
28	3781	3803	3826	3848	3871	3894	3916	3939	3961	3984
27	3566	3588	3609	3631	3652	3674	3695	3717	3793	3759
26	3362	3382	3403	3423	3443	3463	3484	3504	3525	3544
25	3169	3188	3208	3227	3246	3266	3284	3304	3324	3443
24	2985	3003	3021	3040	3059	3077	3095	3114	3132	3151
23	2810	2827	2845	2863	2880	2897	2915	2932	2950	2968
22	2645	2661	2678	2695	2711	2727	2744	2761	2777	2794
21	2487	2504	2518	2535	2551	2566	2582	2598	2613	2629
20	2340	2354	2369	2384	2399	2413	2428	2443	2457	2473
19	2197	2212	2227	2241	2254	2268	2283	2297	2310	2324
18	2065	2079	2091	2105	2119	2132	2145	2158	2172	2185
17	1937	1950	1963	1976	1988	2001	2014	2027	2039	2052
16	1818	1830	1841	1854	1866	1878	1889	1901	1914	1926
15	1706	1717	1729	1739	1750	1762	1773	1784	1795	1806
14	1599	1610	1621	1631	1642	1653	1663	1674	1684	1695
13	1498	1508	1518	1528	1538	1548	1559	1569	1578	1588
12	1403	1413	1422	1431	1441	1451	1460	1470	1479	1458
11	1312	1321	1330	1340	1349	1358	1367	1375	1385	1394
10	1228	1237	1245	1254	1262	1270	1279	1287	1296	1304
9	1148	1156	1163	1171	1179	1187	1195	1203	1211	1218
8	1073	1081	1088	1096	1103	1110	1117	1125	1133	1140
7	1002	1008	1016	1023	1030	1038	1045	1052	1059	1066
6	935	942	949	955	961	968	975	982	988	995
5	872	878	884	890	896	902	907	913	919	925
4	813	819	825	831	837	843	849	854	861	866
3	759	765	770	776	781	787	793	798	803	808
2	705	710	716	721	727	732	737	743	748	753
1	657	662	667	672	677	682	687	691	696	700
0	611	616	621	626	630	635	640	645	648	653
-0	611	605	600	595	592	587	582	577	572	567
-1	562	557	552	547	543	538	534	531	527	522
-2	517	514	509	505	501	496	492	489	484	480
-3	476	472	468	464	461	456	452	448	444	440
-4	437	433	430	426	423	419	415	412	408	405
-5	401	398	395	391	388	385	382	379	375	372
-6	368	365	362	359	356	353	350	347	343	340
-7	337	336	333	330	327	324	321	318	315	312
-8	310	306	304	301	298	296	294	291	288	286
-9	284	281	279	276	274	272	269	267	264	262
-10	260	258	255	253	251	249	246	244	242	239
-11	237	235	233	231	229	228	226	224	221	219
-12	217	215	213	211	209	208	206	204	202	200
-13	198	197	195	193	191	190	188	186	184	182
-14	181	180	178	177	175	173	172	170	168	167
-15	165	164	162	161	159	158	157	155	153	152
-16	150	149	148	146	145	144	142	141	139	138
-17	137	136	135	133	132	131	129	128	127	126
-18	125	124	123	122	121	120	118	117	116	115
-19	114	113	112	111	ПО	109	107	106	105	104
-20	103	102	101	100	99	98	97	96	95	94
2.10. Водонепроницаемость — паронепроницаемостъ 185
2.10.	Водонепроницаемость -
паронепроницаемость -
торможение водяного пара - пароизоляция
Большинство из наших строительных материалов не является ни водонеп-
роницаемыми, ни паронепроницаемыми, т.к. частицы влаги настолько
малы, что могут проникать через строительные материалы. Влагообмен меж-
ду внутренним воздухом в помещении и наружным воздухом в зданиях про-
ходит через наружные стены, двери, окна, неплотности этих конструкций,
не вызывая при этом, как правило, никаких повреждений.
Водонепроницаемые строительные материалы, в основном в большей
или меньшей степени проницаемы для водяного пара. Молекула воды име-
ет величину 1/1000000 мм. В то же время, молекула водяного пара имеет
размер 1/10000000 (=10“7) мм. Это означает, что через те поры, через кото-
рые уже не может проникнуть молекула воды, молекула водяного пара про-
ходит легко. Этот процесс называется диффузией водяного пара (лат.
diffundere — просачиваться).
Если поры так малы, что через них не может пройти молекула воды, то
материал называют водонепроницаемым. Такими строительными матери-
алами являются бетон, хорошо обоженный глиняный кирпич, черепица, а
также гидроизоляционные материалы, такие, как битумные мастики, би-
тумные картоны, синтетические пленки.
Т.к. эти материалы водонепроницаемы, но еще не паронепроницаемы, они
также называются материалами для торможения водяного пара. Если же мате-
риал не имеет пор, т.е. через его поры не может проникнуть молекула водяного
пара, то можно говорить о пароизоляции.
2.10.1.	Коэффициент сопротивления
паропроницанию (д)
Свойство сопротивляться проницанию водяного пара выражается коэффи-
циентом сопротивления паропроницанию д. Речь идет о специфичной для
материала величине, которая показывает, насколько больше сопротивле-
ние паропроницанию какого либо материала, чем слоя воздуха одинаковой
толщины. Например значение д, равное 100, например, означает, что этот
материал имеет в 100 раз большее сопротивление паропроницанию, чем
воздух, слоем такой же толщины, или, выразив это же по другому: что 1 см
этого строительного материала обеспечивает такое же сопротивление диф-
фузии водяного пара, как слой воздуха толщиной 100 см. Таким образом д
— это безразмерная, относительная величина.
Коэффициенты д не являются постоянными величинами, они зависят
°т влагоустойчивости материала.
Слой торможения водяного пара: д = 10000-100000
Слой пароизоляции:	д = °°
Абсолютно паронепроницаемыми являются все металлы, стекло и пе-
ностекло. Поэтому в настоящее время все тонкие пароизрляционные слои
делаются из алюминиевой фольги.
Практика:
Слои торможения водяного пара устанавливаются в утепленных вентили-
руемых скатных крышах мансард, в стенах с вентилируемыми воздушными
прослойками. В невентилируемых ограждающих конструкциях под слоем
теплоизоляции должен располагаться пароизоляционный слой. Если тако-
го слоя не будет, то слой утеплителя при достижении точки росы будет на-
сыщаться влагой и сильно снижать свои теплоизоляционные качества.
Воздух
Волокнистые теплоизо- гЯ = 1
ляционные материалы >
77/А W/A
Полистирольный _ 2Q/7Q
Пенопласт “
Пробковые плиты
Стеновой кирпич
Г азобетон
влажный ----
Битумный рулонный материал
д = 10000/80000
Металлы
Пеностекло
паронепроницаемы
Рис. 2.35. Значения д
2.11. Сравнение теплозащиты и защиты от влаги 187
Гидроизоляция кровли
Пароизоляция
Рис. 2.36. Неправильное положение пароизоляции
Рис. 2.37. Правильное положение пароизоляции
2.11.	Сравнение теплозащиты и защиты
от влаги
Направление теплового потока
снаружи
более
холодная
сторона
Передача тепла за счет теплопроводности от более теплой к более холод-
ной стороне.
Для уменьшения применяется теплоизоляционный слой.
Основное правило: Устройство утепляющего слоя как правило с наруж-
ной стороны (у холодной стороны).
Следствие: Несущая конструкция в течение года находится приблизи-
тельно при одинаковой температуре и мало подвергается температурным
2. Влажность — защита от влажности
деформациям (свободна от трещин). За счет наружного утепления можно
также полностью использовать теплонакопительную способность стеньг
Сопротивление теплопередаче (термическое сопротивление)
R = Z-
Л — коэффициент теплопроводности в Вт/м ч К
Направление потока водяного пара
изнутри
высокие:
Температура
Давление воздуха
Давление пара
Относительная
влажность
снаружи
низкие:
Температура
Давление воздуха
Давление пара
Относительная
влажность
Перенос влажности за счет диффузии водяного пара от более теплой, к
более холодной стороне.
Для защиты применяется запирающий слой.
Основное правило: Устройство запирающего (пароизоляционного) слоя
с внутренней (более теплой) стороны.
Следствие: При понижении температуры в конструкции не будет выпа-
дать конденсат. Строительные материалы не разлагаются и не ржавеют, не
покрываются плесенью и не выкрашиваются или не разрушаются каким-
либо другим образом. Находящийся снаружи теплоизоляционный слой не
увлажняется за счет конденсационной влаги.
Сопротивление паропроницанию:
где d — толщина слоя в м, д — коэффициент сопротивления паропроница-
нию
Основное конструктивное правило:
Сопротивление паропроницанию д • d отдельных слоев конструкции
доолжно уменьшаться изнутри — наружу.
Сопротивление теплопередаче J/Л отдельных слоев конструкции дол-
жно, наоборот, увеличиваться изнутри — наружу.
2.12. Объяснение принципа теплового потока
Объяснение:
должно возрастать, потому, что тепловой поток должен все более
затормаживаться для того, чтобы улучшить теплонакопительную способ-
ность. /и • d должно уменьшаться для того, чтобы уже просочившаяся влаж-
ность могла быть быстрее передана в соседний слой чтобы избежать застоя
влаги и ее конденсации.
2.12.	Объяснение принципа теплового потока
Если два бассейна с водой, разделенные стенкой, имеют разные уровни по-
верхности воды, то давление воды верхнего бассейна тем больше, чем боль-
ше разность высот поверхностей воды в бассейнах. Если разделяющая бас-
сейны стенка водонепроницаема, то разница высот остается неизменной.
Если, наоборот, эта стенка водопроницаема, то в зависимости от степени
водопроницаемости быстрее или медленнее уровень поверхностей воды в
бассейнах станет одинаковым с обоих сторон конструкции. Транспортиров-
ка воды через конструкцию будет происходить до тех пор, пока уровни не
выравнятся.
Рис. 2.38. Принцип теплового потока
Аналогично происходит с теплом. Теплый воздух расширяется, оказы-
вая таким образом, большее давление на конструкцию, чем холодный воз-
дух. Так как зимой воздух помещения в зданиях теплее, чем наружный воз-
дух, здесь имеет место тепловой поток изнутри — наружу. Этот тепловой
Поток тем больше, чем лучше пропускает тепло ограждающая конструкция,
т-е. передает его изнутри — наружу.
По другому говоря — чем хуже ее теплоизолирующая способность, тем
больше тепла уйдет из помещения.
Так как не существует строительных материалов и изоляционных материа-
лов, которые на проводили бы тепло, то всегда существует перенос тепловой
энергии с теплой к холодной стороне ограждающей конструкции. Это проис-
ходит зимой изнутри — наружу, а летом — наоборот.
Теплоизоляционный слой должен, как правило, быть расположен с хо-
лодной стороны конструкции, чтобы защитить ее от слишком больших тем-
пературных колебаний и, тем самым, исключить температурные деформа-
ции. Но в основном это необходимо для того, чтобы тепло могло
удерживаться в массивной части конструкции и отдаваться снова в воздух
помещения вечером и в ночные часы. Таким способом летом в течение дня
избыточное тепло накапливается в конструкции не перегревая воздух в по-
мещении. Основное правило при теплоизоляции требует, чтобы сопротив-
ление теплопередаче отдельных слоев, например при трех слоях, изнутри
наружу должно увеличиваться с тем, чтобы тепловая энергия все медленнее
подходила к наружной грани конструкции.
внутри	^2Д2 +	снаружи
2.13.	Объяснение принципа пароизоляции
Подобно тепло переносу происходит и влагоперенос при данном темпера-
турном и влажностном равновесии. Таким же образом при неравновесии
влажностных режимов по обе стороны от ограждающей конструкции эти
режимы стремятся к выравниванию.
Различные влажности воздуха в двух помещениях выравниваются пото-
му, что влажность на основе различных температур так долго проходит че-
рез конструкцию, пока не наступит равновесие. Этот процесс называется
диффузией водяного пара. В отличие от тепла, в случае влажности жела-
тельно было бы, чтобы никакая влага не попадала бы в конструкцию и не
могла бы там при достижении точки росы выпадать в виде конденсата. По-
этому в необходимых случаях следует устраивать пароизоляционный слой
обязательно со стороны с более высокой температурой и большей влажно-
стью.
При диффузии водяного пара не только коэффициент сопротивления
паропроницанию р, но и толщина слоя оказывают влияние на величину
влагопереноса. Математическое произведение отдельных слоев долж-
но поэтому уменьшаться изнутри наружу, т.к. влага, попадающая в один слой,
должна лучше пропускаться следующим и т.д. чтобы избежать насыщения
конструкции внутри влагой.
2.14. Давление водяного пара
2.14.	Давление водяного пара
Воздух имеет хоть и небольшую, но все-таки какую-то массу. Один литр
(= 1дм3) воздуха весит 1,293 кг. Воздушная оболочка над поверхностью зем-
ли таким образом создает давление. Давление атмосферной воздушной обо-
лочки по величине составляет 1 кг/см2. Это соответствует примерно 10 плит-
кам шоколада на площади ногтя на среднем пальце руки.
Так как давление выражается в Паскалях (Па), Барах (бар) или Ньюто-
нах на квадратный миллиметр (Н/мм2), то давление земной воздушной обо-
лочки равно:
1 бар = 100000 Па = 100 000 Н/м2 = 0,1 Н/мм2
Так же, как воздух создает давление, так и водяной пар в воздухе создает
давление — давление водяного пара.
Давление пара в известной степени превышает давление воздуха. Давле-
ние водяного пара зависит от:
•	температуры
•	относительной влажности воздуха
Если относительная влажность воздуха равна 100%, то и давление водя-
ного пара — самое большое. При этом говорят о давлении насыщения водя-
ного пара ръ. Если относительная влажность меньше 100%, то и давление
водяного пара ниже. При этом говорят о частичном давлении водяного пара
р. Действительное давление водяного пара (оно же — частичное) рассчиты-
вается по формуле:
P=<P'PS
Пример: Температура = 22°С
Решение: При 0L= 22°С => д=2645 Па (из таблицы)
<р=60%
P=<P'PS
р= —2645Па
100
р = 1587Па
Рисунок 2.39 показывает максимально возможную для восприятия воз-
духом массу влаги на м3 в зависимости от температуры и максимальные зна-
чения давления пара, так называемое давление насыщения ps.
2. Влажность — защита от влажности
Давление насыщения водяного
Максимальное содержание
Рис. 2.39. Давление насыщения водяного пара и максимальное содержание
водяного пара в зависимости от температуры
2.15.	Защита от влаги вследствие диффузии
водяного пара
2.15.1.	Условия влагозащиты
Относительно диффузии водяного пара в ограждающих конструкциях дей-
ствуют следующие правила:
1.	Вследствие конденсации водяного пара в ограждающих конструкциях
не должны возникать повреждения (коррозия, появление грибка, гние-
ние).
Условие: Допускается в зимний период выпадение внутри конструкции
такого количества конденсата, которое в летний период (период испа-
рения) снова полностью может диффундировать из конструкции
=>	> т^, где	— испаряющаяся масса воды
— масса воды, выпадающая в виде
конденсата
2.	Вследствие конденсации водяного пара в ограждающих конструкциях
теплозащитные качества конструкции не должны так ухудшиться, что
они более не будут соответствовать требованиям DIN 4108 или соответ-
ствовать Нормам по теплозащите, или вообще конструкция их потеряет.
2.15. Защита от влаги вследствие
3.	На плоскостях соприкосновения слоев не воспринимающих воду, допус-
кается выпадение конденсата не более 0,5 кг/м2 (например, между воз-
душной прослойкой и клинкерной облицовкой стены).
Условие: Выпадающее за зиму (в период конденсации) количество кон-
денсационной влаги может достигать только определенной величины:
для стен и крыш не более 1 кг/м2
для дерева — максимальное восприятие 5% от массы
для материалов с использованием древесины (древесно-стружечные
плиты, фанерованные ДСП, фанера), максимальное восприятие — 3%
от массы
Для всех других конструкций или строительных материалов необходи-
мо, чтобы образовавшаяся в конструкции зимой вода летом снова полнос-
тью могла бы диффундировать наружу.
2.15.2.	Как избежать выпадения влаги на поверхности
конструкции
Чтобы не допустить выпадения конденсата на внутренней поверхности конст-
рукции необходимо, чтобы температура внутренней поверхности конструкции
при данной температуре и влажности внутреннего воздуха не была бы ниже оп-
ределенного предела. Этим пределом является точка росы, которую температура
внутренней поверхности не должна достигать и ни в коем случае не быть ниже.
Для того чтобы поддерживать такую температуру необходимо устройство соот-
ветствующей теплоизоляции.
Наибольший допустимый коэффициент теплопередачи U для избежа-
ния выпадения конденсата на поверхности конструкции может быть рас-
считан по формуле:
V <h.^~ ^Lt
дсп-
доп.
\ = коэффициент тепловосприятия*
GLi = температура воздуха в помещении
= температура наружного воздуха
= температура точки росы
Пример: Невентилируемая совмещенная плоская крыша прядильного цеха.
Дано: Температура воздуха в помещении = 26°С
Температура наружного воздуха	= — 10°С
Относительная влажность воздуха — 80%
В СНиП П-3-79*(99) обозначение а£
2 слоя полимерного рулонного материала
Рис. 2.40. Невентилируемая совмещенная плоская крыша.
Требуется определить: толщину слоя утеплителя (WLGr 040)
Решение:
При
ви = 2б°с\
L' }0т = 22,3°С
= 80% / т
^доп.
_6 26°С-22,3°С .
° 26°С-(-10°С)’
и
доп.
= 0,62Вт/м1 2К
1
0,62
1	0,02	0,2 d	0,01	1
---1------1-----1-------1------1---
6	0,87	2,1	0,04	0,17	23
принимаем
d = 0,049 м
50 мм
d = 60 мм.
2.15.3.	Как избежать выпадения конденсата
внутри ограждающих конструкций
Прежние методы расчета выпадения конденсата внутри ограждающих кон-
струкций не давали возможность однозначно определить положение плос-
кости конденсации и совсем не давали возможность рассчитать количество
конденсата.
Для исследования строительных конструкций на образование конден-
сата X. Птазер разработал метод, позволяющий определить как положение
плоскости конденсации, так и количество выпадающей конденсационной
воды с большой точностью. При этом Птазер исходил из того, что фактичес-
кое давление водяного пара нигде по сечению конструкции не должно пре-
2.15. Защита от влаги вследствие диффузии водяного пара
вышать давления насыщения. Это означает, что линия фактического дав-
ления водяного пара никогда не может проходить выше линии давления
насыщения. Это методика частично работает как графическая, а частично
обеспечивается расчетами. Графическая часть метода в кругу специалистов
кратко обозначается как «диаграмма Птазера». Диаграмма Глазера основана
на графике распределения температур по сечению конструкции. Построе-
ние диаграммы Птазера более подробно описано в разделе 2.16.
Выражение 1/Д во влагозащите является аналогичным понятию R в теп-
лозащите. Параллельно сопротивлениям теплоперехода и R&z во влагоза-
щите также имеются величины сопротивления диффузии водяного пара
через внутреннюю и внешнюю поверхность ограждающей конструкции 1/
р. и 1//?е, которые, однако, по сравнению с 1/Д так малы, что ими можно
пренебречь.
2.15.4.	Граничные условия по DIN 4108
В неклиматизированных жилых и конторских зданиях в основу расчета мо-
гут быть положены следующие допущения.
Параметры	Период конденсации (водонакопления)	Период высыхания (испарения)
Температура наружного воздуха 6^ Температура воздуха в помещении GLi Относит, влажность снаружи фс Относит, влажность внутри ф. Период водонакопл. (высыхания) Давление насыщения: снаружи при внутри при Фактическое давление водяного пара снаружи при внутри при	прим, с середины ноября — до середины января -10°С +20°С 80% 50% 1440 час = = 60 дней = -10°С: ре = 260 Па 0Li = +20°С: р. = 2340 Па 0к=-1О°С: р= 260 -80/100 Па р= 208 Па eLi=+20°C: р.= 2340  50/100 Па р = 1170 Па	прим, с середины июня — по середину сентября + 12°С + 12°С 70% 70% tN = 2160 час = = 90 дней = +12°С: ре = 1403 Па 6и = +12°С:р.е= 1403 Па б^+^С: ре= 1403 • 70/100 Па ре= 982 Па GL=+12°C: р = 1403-70/100 Па 982 Па
2. Влажность — защита от влажности
Параметры	Период конденсации (водонакопления)	Период высыхания (испарения)
	Коэффициент теплоперехода: внутри: h = 6 Вт/м2К если плотная мебели- ровка и прочие причины не потребуют еще более низкого значения (5) снаружи h=23 Вт/м2К Л=12 Вт/м2К при •	неотапливаемых соседних помещениях •	фасадах с вентилируе- мыми воздушными прослойками •	скатах крыши	Температура поверхности плоской крыши в период высыхания: +20°С. Примечание: В более суровых климати- ческих условиях для пери- ода водонакопления для таких сооружений, как плавательные бассейны, климатизированные по- мещения или при экстре- мальном внешнем клима- те эти упрощенные допущения недопустимы. В этом случае следует учи- тывать действительный внутренний и внешний климат объекта строитель- ства.
2.16.	Диаграмма Глазера
2.16.1.	Период водонакопления
Примерно с середины ноября по середину января.
Область образования
конденсата
Область испарения
(высыхания)
2.16.
Слой конструкции 1
Эквивалентная толщина слоя воздуха 5d.
5di =min^d[M]
Сопротивление диффузии водяного пара в области выпадения конден-
сата
Z = 1,5 • 106 • min ц • d
Плотность диффузного потока g. из внутреннего пространства в ограж-
дающую конструкцию до плоскости конденсата. Направление диффузии
от/z k/?sw.
g; _ Р\	час
Крутое падение р:
=> много влаги устремляется в конструкцию и конденсируется при psi.
Слой конструкции 2
Эквивалентная толщина слоя воздуха Sle
Sd е = max p • d [м]
Сопротивление диффузии водяного пара в области высыхания (испаре-
ния)
Z = 1,5 • 106 • max // • d м2 • час • Па/кг
Плотность диффузного потока ge от плоскости конденсации до наруж-
ного воздуха. Направление диффузии от psw до ре.
ge =	—^кг/м2 • час
Пологое прохождение pz
=> мало влаги может уходить наружу.
Если кривыер пр касаются друг друга, то имеет место нарастание влаж-
ности во время периода насыщения влагой. Это объясняется тем, что вхо-
дящее в конструкцию количество водяного napag. больше, чем выходящее
наружу количество водяного пара ge.
Входящее в конструкцию количество
влаги в период водонакопления:
Выходящее из конструкции наружу количе-
ство влаги в период водонакопления:
2.16.2.	Объяснение построения диаграммы Глазера
На горизонтальной оси откладываются не толщины слоев с их толщиной d,
а толщины получаемые умножением д • d.
S^iid
SA — эквивалентная толщина слоя воздуха.
Эквивалентная толщина слоя воздуха показывает, что сопротивление
пропусканию водяного пара зависит не только от коэффициента со-
противления паропроницанию m слоя, но и от его толщины d.
Эквивалентная толщина слоя воздуха 5d имеет единицу метр (м) и
означает, что этот слой создает такое же сопротивление диффузии
водяного пара, как и слой материала толщиной d.
Ре	На вертикальной оси откладываются давление водяного пара в Пас-
калях (Па). Наносятся как давления насыщения д, так и фактичес-
кие давления пара р. Давления насыщения ps зависят от температу-
ры, которая имеет место в том или ином слое (месте сечения)
ограждающей конструкции. Они могут быть взяты по таблице 2.3.
Таким образом, сначала надо рассчитать температуры по сечению
конструкции.
д Давление насыщения д соответствует давлению водяного пара при
относительной влажности 100%. В большинстве случаев относитель-
ная влажность как наружного воздуха, так и внутреннего воздуха в
помещении ниже 100%, так, что фактическое значение давления во-
дяного пара р лежит ниже давления насыщения д. Соответственно
можно получить фактические величины давления водяного пара на
внутренней и внешней стороне ограждающей конструкции: д, д
РрД Pi = Ps Ре = Ps ‘<Ре
(р — величины относительной влажности внутреннего и наружного
воздуха, их следует принимать согласно граничным условиям расче-
та защиты от влажности: (^=50%;^е=80%).
После того, как на чертеж сечения конструкции в масштабе д • d бу-
дут нанесены значения и построена кривая давления насыщения во-
2.16.
дяным паром, необходимо нанести туда же значения фактического
давления водяного пара на внутренней и внешней поверхностях кон-
струкции /?. и ре. р. должно быть соединено с ре прямой линией, т.к.
слои нанесены на диаграмму в масштабе эквивалентных толщин сло-
ев. Если бы мы прямо соединили /?. и ре, то фактические значения
давления водяного пара лежали бы частично выше значений давле-
ний насыщенияps, что невозможно, так как относительная влажность
не может быть более 100%. Поэтому фактическая кривая распределе-
ния давлений водяного пара накладывается на кривую давлений на-
сыщения ps как касательные.
psw Точка соприкосновения обеих кривых дает нам точку насыщения во-
дяного пара р ; плоскость в этом месте сечения конструкции назы-
вается плоскостью конденсации. В этой плоскости влага выпадает в
форме конденсационной воды. Опыт показывает, что вода как пра-
вило выпадает в месте соприкосновения слоев.
.	Все эквивалентные толщины воздушных слоев д • d от плоскости кон-
денсации в сторону помещения обозначаются Sd., а в сторону наруж-
ной поверхности — Sd е.
Об- Область конденсации — это та сухая область конструкции, которая
ласть располагается между ее внутренней поверхностью и плоскостью кон-
кон- денсации. В ней еще без опасности увлажнения идет диффузия водя-
ден- ного пара из помещения. Поэтому для этой части конструкции бе-
сании рутся из таблицы меньшие значения р, так как сухой материал не
дмин создает для пара сильного сопротивления.
Область испарения располагается от плоскости конденсации до на-
ласть РУЖНОЙ поверхности ограждающей конструкции. В области испаре-
испа- ™я’ на°борот, материал влажный. В основном за счет сил адгезии
рения межДУ молекулами воды и молекулами строительных материалов зат-
и рудняется транспорт влаги от конструкции в наружный воздух. Ув-
^макс.
лажненный материал создает большее сопротивление транспортиров-
ке влаги, чем сухой. Это учитывается тем, что из таблицы в качестве
значения выбирается наибольшее.
А'	Подобно плотности потока тепловой энергии плотность диффузион-
ного потока водяного пара выражает массу влаги в форме водяного
пара или в жидкой форме, которая проходит через каждый м2 повер-
хности ограждающей конструкции в 1 час из помещения в течение
периода увлажнения в точку этой конструкции до плоскости конден-
сации.
_________________________>
__________________________ Pi PSW / 2
Направление диффузии Si =	~ кг/м час
ge	В течение периода водонакопления только очень небольшая часть вла-
ги в конструкции может быть оттранспортирована от плоскости кон-
денсации наружу, т.к. температура наружного воздуха низкая и, сле-
довательно, воздух может воспринимать ограниченное количество
влаги. Поэтому относительная влажность воздуха зимой высока, а на-
копительная способность для влаги очень низкая. Транспортировка
влаги во внутрь возможна только в очень малых количествах, т.к. от-
туда снова и снова поступает поток влаги, а тепловой поток всегда
течет от теплой стороны к холодной.
-----------k
ge =	кг/м2 - час
mWi Масса воды, скапливающаяся в конструкции в течение периода ув-
лажнения (зимние месяцы) рассчитывается по формуле:
WWT = ZTtei-^e)
здесь: Т — период времени
ZT — 1440 часов (60 дней)
ge вычитается потому, что эта составляющая уже может диффундиро-
вать в наружный воздух.
2.16.3.	Период испарения (высыхания)
Примерно с середины июня до середины сентября.
Во время периода испарения, т.е. в летние месяцы, влажность, кото-
рая скопилась в конструкции за зимние месяцы, должна снова выйти
наружу, чтобы не было повреждений в стройматериалах.
ps Так как согласно DIN 4108 летом как внутри помещения так и снару-
жи следует принимать в расчет одинаковую среднюю температуру, то
по таблице 2.3 в конструкции имеет место одинаковое давление на-
сыщения ps во всех плоскостях сечения. Относительные влажности
воздуха по DIN 4108 также принимаются одинаковыми изнутри и
снаружи, так, что фактическое давление водяного пара на поверхно-
стях ограждающих конструкций одинаково.
2.2. Агрегатные состояния
Pi
Ре
р=р • <Pi	Pe=Ps‘ <Р-
р. = 1403 - 70/100 р[ = 1403’- 70/100
р. = 982Па	ре = 982Па
Испарение происходит летом от плоскости конденсации как в направ-
лении наружу, так и в направлении помещения.
Испарение вовнутрь всегда больше чем испарение наружу, так как:
•	строительные материалы в области конденсации не были насы-
щены влагой и поэтому величина р — меньше;
•	эквивалентная толщина воздушного слоя 5d в сторону помещения
меньше чем наружу, т.е. эквивалентный путь в сторону помеще-
ния короче, чем в сторону наружного воздуха.
Для того, чтобы не образовались неисправимые повреждения конст-
рукции, надо, чтобы накопившаяся за зимние месяцы вода в летние
месяцы снова полностью высыхала. Было бы лучше, если бы g. + ge
испарительного периода была бы больше g. в период водонакопле-
ния.
mwv
Испаряющаяся масса воды в период высыхания рассчитывается по
формуле:
ww=№ + gc)Kr/M2
здесь: V — испарение
/v = 2160 часов (90 дней)
g. и ge складываются потому, что испарение от плоскости конденса-
ции идет в обе стороны.
2. Влажность — защита от влажности
Диаграмма Глазера
Период испарения: Примерно с середины июня до середины сентября.
Направление	Направление
диффузии от к	диффузии от р^ к ре
р^ - точка насыщения
Плотность потока диффузии g.
от плоскости конденсации квнут-
реннему воздуху помещения:
кг/м2 - час
Крутое распределение р:
=> короче эквивалентный
путь испарения
=> много влаги может испа-
риться
Плотность потока диффузии ge от
плоскости конденсации к наружному воз-
духу:
_ Psw—А ^2 . час
Ze
Пологое распределение р:
=> длиннее эквивалентный путь
испарения
=> меньше влаги может испариться
Диффундирующая вовнутрь масса воды Диффундирующая наружу масса воды
в течение периода испарения:	в течение периода испарения:
2.17.	Мероприятия по исключению выпадения
конденсата внутри конструкции
Если речь идет об образовании конденсата внутри конструкции, то в каче-
стве решения этого вопроса можно использовать:
1.	Изменение последовательности расположения слоев конструкции и/или
их толщины. В теплозащите последовательность слоев не играет такой
важной роли. Во влагозащите она приобретает центральное значение.
Однако так как влагозашита означает и теплозащиту, влагозащита оказы-
вает прямое влияние на теплозащиту.
2.	Вентиляция повреждаемого конденсационной водой слоя. С по-
мощью вентиляции конденсационная вода может быстро выводить-
ся наружу и быть безопасной для конструкции.
3.	Устройство слоя, тормозящего диффузию водяного пара, или даже
пароизоляционного слоя (в зависимости от воздействия влаги) с
внутренней стороны конструкции.
Паротормозной слой	д = 10000-100000
Пароизоляция	д — оо
Графическое определение дополнительно требующейся эквивален-
тной толщины воздушного слоя 5d (рис. 2.41) сводится к тому, что
отрезок ре /?sw продлевается по прямой до пересечения с горизонта-
лью из р..
Требуемая величина 5d может быть получена соответствующим
выбором д или J, так как Sd = ju d .
Положение паротормозящего или пароизоляционного слоя однозначно
получается из диаграммы. Он должен лежать в любом случае перед теплой
границей слоя, подвергающегося опасности увлажнения конденсатом. Допол-
нительно требуемая эквивалентная толщина воздушного слоя 5d может быть
просто прочитана с диаграммы или может также быть точно рассчитана.
2. Влажность — защита от влажности
Рис. 2.41. Дополнительно требующийся слой в форме паротормозящего слоя
или пароизоляции
Математическое условие:
Рост: т — -	——
Sd,e
Отрезок ординаты: рс
Общее уравнение: ух=т-х+Ь
Прямая 1: у, = - Л • 5d>O6B1. + ре
\.е
Прямая 2: горизонтальная линия р. => у2= рх
Пересечение этих двух прямых и решение отн. 5d обш:
_ Aw ~~ Ре с । л _ л
с	+ Ре ~ Pi
о - Р\~Ръ С
°б,общ.	^d,e
Aw “А
Чтобы избежать отрицательного падения прямых числа в знаменателе
можно поменять местами, так, что формула будет иметь вид:
о _ А ~А с
^сЗ.общ.	^d.e
Aw “А
Дополнительно определяем:	= Sdo6[Il - Sd, - Sde
2.18.	Возможные случаи выпадения конденсата
по диаграмме Глазера
2.18.1-	Нет выпадения конденсата
Если две кривыеps ир не соприкасаются, т.е. фактическое значение давле-
ния водяного пара ни в одном месте сечения ограждающей конструкции не
2.18. Возможные случаи ситуации выпадения конденсата
достигает значения давления насыщения, то выпадения конденсата не бу-
дет.
Рис. 2.42. Период конденсации: никакого выпадения конденсата
2.18-	2. Выпадение конденсата в одной плоскости
Связь р. и ре одной прямой невозможна. Она возможна только в виде каса-
тельных к кривой насыщения. Точка соприкосновения показывает точку на
плоскости между двумя слоями конструкции, на которой выпадает конден-
сат.
Рис. 2.43. Период конденсации: одна плоскость
Период конденсации (увлажнения)
~ = Pi ~Pw .
' Zj ’
™W,T =tT(Si-gJ
ge
Ze
2. Влажность — защита от влажности
Рис. 2.43. Период испарения (высыхания): одна плоскость
Период испарения (высыхания)
_ PsW ~ Pi .	_ Psw ~ Ре
zt 9	ze
Ww,v = tv(g, +gi)
2.18.3.	Выпадение конденсата в двух плоскостях
Рис. 2.44. Период конденсации: две плоскости
Период конденсации:
а ~	~^SW1 .
Z. ’
WW,T,1 = ?т(к~£г)
Z^SWl /?SW2 .
Zz
r __ ^SW2 Pe
’e	•'J
—^t(£z	£e)
Рис. 2.45. Период испарения: две плоскости
2.18. Возможные случаи ситуации выпадения конденсата
Период испарения:
8i Zj
^W,V	"*"£e)
Aw ~Pe
Ze
Se
2.18.4.	Выпадение конденсата в одной области
Основное отличие: Между pswi и pSW2 кривая фактического давления водяно-
го пара совпадает с кривой давлений насыщения.
Рис. 2.46. Период конденсации: область
PsW2 Ре
Ze
Период конденсации:
р — Pi ~ PsWl .
Z{ ’
ww,t =tr(g,-gJ
Рис. 2.47. Период испарения: область
Период испарения:
Psw-Pi .
1 ^+0,5^/
Ww,v =^v(gi +Яе)
Aw "Ре
8е 0,5-Zz+Ze
защита от влажности
2.19.	Исследование влажностного состояния
различных конструкций
Пример 1. Бетонная стена с внутренним расположением изоляции и штукатур-
кой с двух сторон.
Рис. 2.48. Состав стены
1.	Определение распределения температуры.
1	^3	^4	1
ят=—+—+—+—+—+—
Д	Л2 Л3	Л4	he
„	1	0,02	0,06	0,20	0,02	1
— —I----1--------1-1---1---
6	0,70	0,035	2,1	0,87	23
= 0,167 + 0,028 + 1,714 + 0,095 + 0,023 + 0,043
2,4°С	0,4	24,9	1,4	0,3	0,6
Ат = 2,07м* 2К/Вт ~	= 30°С
и = 0,48Вт/м2К
30°С-0,167м2К/Вт
2,07м2К/Вт
2. Получение эквивалентной толщины воздушного слоя.
=H-d
Внутренняя штукатурка:
Слой утеплителя:
Бетонная стена:
Наружная штукатурка:
Sd =10 -0,02м = 0,20м
Sd =30-0,06м = 1,80м
Sd =150 -0,20м = 30,0м
Sd = 35-0,02м = 0,70м
£Sd = 32,70м
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
Примечание: с допущением о том, что в этой конструкции будет выпадение
конденсата и при этом бетонная стена и наружная штукатурка будут лежать в
области испарения, можно считать, что применение максимальных значе-
ний д бетона в стене и наружной штукатурке будет наиболее целесообраз-
ным.
3. Нанесение эквивалентных слоев воздуха в выбранном масштабе.
Внутренняя штукатурка:
Слой утеплителя:
Бетонная стена:
Наружная штукатурка:
4. Диаграмма Етазера.
М: 1 см~5й=3,0м
5d = 0,20м ~ 0,7м
5d = 1,80м ~ 6,0мм
5d = 30,0м ~ 100,мм
5d = 0,70м ~ 2,3мм
X5d = 32,70м ~ 109мм
Период конденсации.
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
Внутренняя
Наружная
внутри
2014
Pi =1170
Область испарения
Область конденсации
Рис. 2.49. Диаграмма Глазера: Период конденсации
5d i = min /и • d
Sd а = max Д • d
2. Влажность — защита от влажности
Толщина эквивалентного слоя воздуха
2,0 м
30,70 м
Сопротивление диффузии водяного пара
Zj = 3000000м2 • часПа/кг
Плотность диффузионного потока
Ze = 46050000м2 • часПа/кг
Направление диффузии
gi = 2,84 • Ю^кг/м2 • час
----------------------->
Из помещения к плоскости
конденсации
Направление диффузии
gc = 0,0239-Ю-4 кг/м2 час
-----------------------►
ge =2,39 КГ6 кг/м2 час
От плоскости конденсации
к наружному воздуху
Насыщение влагой:
Крутое падение криваой р
Большая входящая
Пологое падение кривой р
Небольшая масса испарения
^w,t = 3,44г/м2
Выпадающая масса конденсата wT = 405,5г/м2
5. Получение величины давлений насыщения по таблице 2.3. В зависимости
от распределения температур.
20°С ^>ps= 2340Па
17,6°С ps = 2014Па
17,2°C=>ps = 1963Па
-7,7°С ps = 318Па
-9,1°С=> ps =281Па
- 9,4°С => ps = 274Па
-10°C=>ps =260Па
6. Получение фактических значений давления водяного пара на обеих
поверхностях стены и внесение их в диаграмму.
Граничные условия по DIN 4108:	р.= 50% (ре = 80%
Фактическое значение давления водяного пара с учетом относи-
тельной влажности внутри и снаружи:
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
р.=р’<[\	Ре=Рь'Фе
р. = 2340Па - 50/100	р\ = 260Па	• 80/100
р’=1170Па	ре = 208Па
Если соединитьре ир. прямой, то график фактического давления водяно-
го пара будет лежать над кривой насыщения, что невозможно, так как кривая
насыщения имеет в своей основе относительную влажность, равную 100%.
График распределения фактических давлений будет тогда иметь в основе от-
носительные влажности более 100%, чего не может быть.
Когда воздух достигает относительной влажности в 100%, то его предел
насыщения влагой достигнут и из него будет выпадать влага — конденсат.
К кривым ре и р{ фактических давлений водяного пара проведем касатель-
ные, пересечение которых будет иметь место при давлении 318 Па и обозна-
чим его/?sw (Давление насыщения водяного пара). В этой точке соприкосно-
вения слоя утеплителя и бетонной стены будет выпадать конденсат и эту
плоскость соприкосновения мы назовем плоскостью конденсации.
7.	Область конденсации 5di.
Область от внутренней поверхности стены до плоскости конденсации назы-
вается областью конденсации. Относительная влажность только в конце этой
области достигает 100% и там выпадает конденсационная вода. В области
конденсации применяются минимальные значения коэффициентов сопро-
тивления паропроницанию /1, так как строительные материалы здесь еще не
являются влажными и еще хорошо транспортируют водяной пар.
8.	Область испарения S'de.
Область от плоскости конденсации до наружной поверхности стены называ-
ется областью испарения. Через эту область собирающаяся на плоскости
конденсации вода должна иметь возможность диффундировать наружу и там
испаряться. Зимой возможен только этот путь, так как тепловой поток идет
изнутри наружу и в этом же направлении будет транспортироваться к наруж-
ному воздуху конденсат.
Так как из этой влажной области вода должна испаряться, сила когезии
воды и, в основном, силы адгезии воды и строительных материалов усложня-
ют диффузию. Поэтому в области испарения применяют в расчетах макси-
мальные значения коэффициентов сопротивления паропроницанию р.
2
2. Влажность — защита от влажности
Подобное имеет место в нашей одежде. Сухая одежда интенсивно впитывает
влагу. Мокрая одежда высыхает очень долго.
9.	Сопротивление диффузии водяного пара.
В области конденсации.
Z1 = 1,5 • 106(min //Д + min
Z, = 1,5 • 106 (10 • 0,02 + 30 • 0,06)
Zj = 3000000м2 • час • Па/кг
Z; =3,0-106м2-час-Па/кг
И здесь принимаются наименьшие значения д, так как здесь материалы
еще не увлажнены.
В области испарения:
Ze = 1,5 • 106(max //3d3 + max //4d4)
Ze = 1,5 • 106 (150 - 0,20 + 35 • 0,02)
Ze = 46050000м2 • час • Па/кг
Ze = 46,05 - 106м2 • час  Па/кг
Область испарения, через которую влага должна транспортироваться к
наружному воздуху, создает для водяного пара значительно большее сопро-
тивление, чем область конденсации, т.е. 46050000:3000000=15:1.
Период увлажнения
10.	Плотность диффузионного потока.
Из помещения к плоскости конденсации:
Направление потока
-----------------------
о
Zi
1170Па-318Па
3000000м2 • час • Па/кг
gi = 2,84 • 10-4 кг/м2 • час
= 0,284г/м2 • час
Эта масса жидкости протекает в период конденсации в час через каждый
м2 плоскости стены из воздуха помещения в стену.
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
Крутое распределение р:
=> большая разница давлений водяного пара
=> большая входящая масса пара
От плоскости конденсации к наружному воздуху:
Направление потока
-----------------------►
ое	гу
318Па —208Па
8е ~ 46050000м2 • час  Па/кг
ge = 2,39 • 10-6 кг/м2 • час
ge = 0,00239г/м2 - час
В период конденсации в стену входит примерно в 100 раз большая
масса водяного пара, чем может выйти наружу.
Это можно увидеть уже потому, что фактическое давление водяно-
го пара р в области конденсации падает с 1170 Па до 318 Па, а в
области испарения — только с 318 Па до 208 Па.
Пологое распределение р:
=> малая разница давлений водяного пара
=> малая выходящая масса пара
Таким образом происходит насыщение влагой ограждающей кон-
струкции.
11.	Увеличивающаяся масса конденсационной воды в течение перио-
да увлажнения.
mw.T ^^(gi-ge)
mWT = 1440час(0,284г/м2 - час—0,00239г/м2 час)
mWT =408,96г/м2-3,44г/м2 =405,5г/м2
входящая выходящая
wWT -0Д1кг/м2
Период высыхания.
В период высыхания накопленная в период конденсации влага долж-
на полностью выйти из конструкции. В этом случае в ней не будет
тяжелых повреждений.
(F2I4 2. Влажность — защита от влажности
Для периода высыхания по DIN 4108 действуют следующие граничные
условия:
Температура наружного воздуха:
Температура воздуха в помещении:
Относительная влажность снаружи:
Относительная влажность внутри:
Продолжительность периода:
ft = +12°С
е*= +12°с
Фе = 70%
<р = 70%
tv= 2160 час (=90 дней)
12.	Определение давления насыщения и фактического давления водя-
ного пара.
Давление насыщения ps
0L .= +12°С =*ps = 1403 Па
ft = +12°С => р = 1403 Па
Фактическое давление водяного пара:
Pi=Ps-«’i	Pe=Ps’<Z’e
Pi = 14ОЗПа • 70/100 = 982Па рс = 1403Па • 70/100 = 982Па
13.	Определение плотности диффузионного потока в сторону помеще-
ния и наружу.
_PSW~P, .1403 - 982
8i Zj 3000000
gi = 0,14033г/м2 • час
= psw-pe 1403 - 982
ge Ze 46050000
ge = 0,00914г/м2  час
Кривая фактических значений давлений водяного пара от /;sw к р.
проходит круто => большая выходящая масса пара.
От psw к ре она проходит более полого => меньшая выходящая мас-
са пара.
14.	Определение общей массы воды диффундирующей наружу в лет-
ние месяцы.
mw,v ~ zv(^i +	~ 2160час • (0,14033г/м2 • час + 0,00914г/м2 • час)
mwv= 303,11г/м2	+ 19,74г/м2
в сторону помещения
наружу
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
- 322,85г/м2
mwv = 0,32кг/м2
^^W,T > ^Av,v
405,5г/м2 > 322,85г/м2
Накапливающаяся в зимние месяцы влажность в летние месяцы не может
полностью выйти из конструкции. Это приведет к строительным поврежде-
ниям (коррозии арматуры, появлению плесени и т.п.).
15.	Нанесение эквивалентных толщин воздушных слоев соответствующих
значениям периода испарения.
Рис. 2.50. Диаграмма Глазера: Период испарения
Область испарения
Испарение
Крутое распределение р => боль-
шая масса испарения
mw.v —	‘ 8i
= 303,11г/м2
в воздух помещения
Пологое распределение р => мень-
шая испаряющаяся масса
mw,v ~
т^у = 19,74г/м2
в наружный воздух
2. Влажность — защита от влажности
Как показывает диаграмма Глазера высыхание летом идет от плоскости
конденсации как в сторону помещения так и в сторону наружного воздуха.
Падение давления водяного пара в обе стороны одинаково по величине, од-
нако эквивалентный путь вовнутрь короче чем наружу. Это имеет следствием
то, что вовнутрь может диффундировать большее количество пара, чем нару-
жу.
16.	Мероприятия по предотвращению выпадения конденсата внутри конст-
рукции.
Средство: Слой торможения водяного пара или пароизоляция.
Избежать конденсата можно, если сумма эквивалентных толщин слоев
воздуха 5d стены минимум имеют такую величину, как по следующей форму-
ле:
V - А~Ре е -1170-208(Па)
побшдреб.	<*	318-208(Па)
^йобщ-треб. = 268,49м
•$йдоп.треб. ~ *^<!общ.	*^<1Д ^d,e
д = 10 • 0,02м + 30 • 0,06м = 2,0м
Sd е = 150 • 0,20м + 35 - 0,02м = 30,70м
^доплреб. = 268,49-2,0-30,70 = 235,79м
Возможные решения:
Необходимо выбрать пленку из синтетического материала или ме-
талла определенной толщины, у которой произведение д • d по мень-.
шей мере составляло бы 236 м.
Полиэтиленовая пленка d = 1 мм недостаточна, так как
5' = и • d = 100000 • 0,001м = 100м < V = 236м
а г	3	атрео
Выбираем алюминиевую фольгу d = 0,05 мм и д = °о
Sd = оо - 0,00005м = ©о паропроницаемо
Установка фольги с эквивалентным слоем воздуха толщиной 240 м будет
означать, что кривая давлений насыщения водяного пара и кривая факти-
ческих давлений водяного пара в конструкции не пересекаются и даже не
касаются. Это показано на следующей диаграмме Глазера:
Vhc. 2.51. Диаграмма Глазера после установки фольги
Пример 2. Как и в примере 1, но слой утеплителя снаружи.
WLGr 035
Рис. 2.52. Состав стены
1. Определение распределения температур.
1	^2 ^3 4	1
RT = — + —L + —+ —+ —- + —
Л	“^2 Лз ^4
n	1	0,02	0,20 0,06	0,02	1
6	0,70	2,1 0,035	0,37	23
= 0,167 + 0,028 + 0,095 +1,714 + 0,023 + 0,043
2,4°С 0,4	1,4	24,9 0,3	0,6
RT = 2,07м2К/Вт =>U = 0,48Вт/м2К
2. Влажность — защита от влажности
2.	Диаграмма Глазера.
Период конденсации.
Определение эквивалентных
толщин воздушных слоев.
Внутренняя штукатурка:
Бетонная стена:
Слой утеплителя:
Наружная штукатурка:
5d = р • d\ М : 10мм ~ Зм
= 10 • 0,02м = 0,2м ~ 0,7мм
5d = 70  0,2м = 14м ~ 46,7мм
5d = 30 • 0,06м = 1,8м ~ 6мм
5d = 35 • 0,02м = 0,7м ~ 2,3мм
£16,7м ~ £55,7мм
Примечание. Устройство достаточно толстого слоя утеплителя на на-
ружной стороне бетонной стены как правило имеет следствием то, что не
будет опасности повреждения конструкции от конденсата. Поэтому вы-
бираются минимальные значения р. Наружные штукатурки в большин-
стве случаев смачиваются дождем и их высыхание затруднено. Поэтому
для наружной штукатурки выбираем максимальную величину р.
3.	Определение давлений насыщения водяного пара по таблице 2.3. в
зависимости от температур по сечению.
20°С => ps = 2340Па
17,6°С => ps = 2014Па
17,2°С => ps = 1963Па
15,8°С => ps = 1795Па
-9,l°C=>ps = 281Па
— 9,4°С => ps = 274Па
-10°С => ps = 260Па
4.	Получение фактических значений давления водяного пара на обеих
поверхностях стены и построение диаграммы.
Граничные условия по DIN 4108:	<р.= 50%; <р* = 80%
При учете относительной влажности существующие значения дав-
ления водяного пара на поверхностях стены составляют:
р. = Ps . р. = 2340Па  50/100 = 1170Па
ре = Ps • Ре = 260Па • 80/100 = 208Па
Если соединить р. и ре прямой, то можно установить, что кривая фак-
тических значений давления водяного пара ни в одном из мест сечения
не пересекает кривую давлений насыщения и даже не касается ее.
Это означает:
•	Существующее (фактическое) давление водяного пара ни в одной
из плоскостей сечения ограждающей конструкции не достигает
давления насыщения.
•	Ни в одном месте сечения не будет выпадать конденсат.
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
Рис. 2.53. Диаграмма Глазера: Период конденсации
Сравнение с примером 1 (утеплитель внутри) показывает, что при одина-
ковых по составу слоях обе стены (примеры 1 и 2) имеют одинаковые значе-
ния величины U. Но при исследовании на конденсат расположение этих
слоев имеет решающее значение.
Если необходимо наряду с оптимальной теплозащитой одновре-
менно иметь еще и безупречную влагозащиту, то следует располагать
слой утеплителя обязательно с наружной (холодной) стороны стены.
Пример 3. Теплозащита внутри и снаружи
(так называемое строительство в одежде).
Рис. 2.54. Состав стены
защита от влажности
Граничные условия по DIN 4108:
R = 6Вт/м2К во влагозащите
h= 23Вт/м2К
а = +2о°с
L,1
а =-ю°с
L,e
1.	Определение распределения температур.
_ 1	^1 |	। ^3 j ^4 j ^5 । 1
Д Д Д А Д Д
„	1 0,02 0,03
Rr =-+——+——
6 0,70 0,035
0,20 0,03 i 0,02
2,1 0,035
0,37 23
= 0,167 + 0,028 + 0,857 + 0,095 + 0,857 + 0,023 + 0,043
2,4°С	0,4	12,45	1,4	12,45	0,3	0,6
RT = 2,07м2К/Вт ~ Д0 = 30°С = (0Li - GLa)
U = 0,48Вт/м2К
2.	Определение эквивалентных толщин воздушных слоев Sd = д • d.
Внутренняя штукатурка:
Утеплитель:
Бетонная стена:
Утеплитель:
ружная штукатурка:
Sd = Зм ~ 10мм
5, = 10 • 0,02м = 0,2м ~ 0,7мм
5d = 30 • 0,03м = 0,9м ~ Змм
5, = 150 • 0,20м = 30,0м ~ 100мм
5d = 70 • 0,03м ~ 2,1м ~ 7ммНа-
5d = 35 • 0,02м = 0,7м ~ 2,3мм
Х33,9м ~ XI 13мм
Примечание. В наружном слое утеплителя может начаться конден-
сация водяного пара. Поэтому для него и снаружи лежащих слоев
приняты большие из двух, данных в таблице, значений д для того,
чтобы быть уверенными при расчете.
3.	Определение давлений насыщения ps по таблице 2.3. в зависимости
от распределения температур по сечению конструкции.
20°С => ps = 2340Па
17,6°С => ps = 2014Па
17,2°С => ps = 1963Па
4,8°С => ps = 861Па
3,3°C=>ps =776Па
-9,l°C=>ps = 281Па
- 9,4°С => ps = 274Па
-10°C=>ps =260Па
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций

4.	Определение фактических давлений водяного пара на обеих поверхностях
стены и нанесение их на диаграмму.
Граничные условия по DIN 4108: <р = 50%; фе= 80%
При этом с учетом того, что относительная влажность составляет не 100%,
а 50% и 80% получаем давления водяного пара внутри и снаружи:
внутри	Pj = ps ' (р i = 2340Па • 50/100 = 1170Па
снаружи ре = Ps ’«Ре = 260Па • 80/100 = 208Па
5.	Диаграмма Егазера.
Рис. 2.55. Диаграмма Глазера: Период конденсации.
Область конденсации
S& д = min ц • d
SA. = 10-0,02м+ 30-0,03м = 1,10м
gi = 0,1873г/м2 • час
= 269,71г/м2
защита от влажности
Область испарения
5de = max/i- d
5de = 150  0,20м + 70 • 0,03м = 32,8м
£е = 0,01327г/м2 - час
^wv=19,llr/M2
входящая	выходящая
крутое распределениер пологое распределение р
=> большая входящая	=> небольшая выходящая масса воды
Образуется масса конденсата:
wiWT = 0,25кг/м2
Прямая связь между/л и ре показывает, что кривая фактического давления
пара р в одной области стены лежит выше кривой насыщения ps, т.е. могла
бы иметь относительную влажность более 100%. Но это невозможно, так как
начиная со 100% вся влага будет тут же выпадать в виде конденсата.
Касательные р.{ и ре к кривой насыщения показывают плоскость конден-
сации. Там, где касаются обе кривые, образуется точка насыщения psw на
разрезе стены. В этой плоскости давление водяного пара достигает степени
насыщения 100%. Здесь выпадает конденсат.
Способность к накоплению влаги в конструкции стены при той
температуре, которая имеет место в конструкции — исчерпана.
6.	Область конденсации
Область от внутренней поверхности стены до плоскости конденсации
psw называется областью конденсации. Здесь строительные материа-
лы еще не насыщены водяным паром и давление еще не достигает
давления насыщения (100% относительной влажности). Для отдель-
ных строительных материалов здесь принимаются меньшие значения
д (коэффициенты сопротивления паропроницанию), так как сухие
материалы легче воспринимают воду, чем влажные материалы ее от-
пускают.
7.	Область испарения Sde.
Область от плоскости конденсации psw до наружной поверхности наружной
штукатурки называется областью испарения.
2.19. Исследование влажностного состояния
Выпадающая в плоскости конденсации конденсационная вода должна
иметь возможность диффундировать через эту область к наружной поверх-
ности наружной штукатурки, чтобы затем испариться в наружный воздух.
Эта транспортировка влаги осложняется тем, что здесь действуют силы коге-
зии и, в основном, адгезии между водой и порами материала. По этой при-
чине в области испарения в расчетах принимаются наибольшие коэффици-
енты сопротивления паропроницанию д. Максимальные значения отражают
инерционность материалов при высыхании.
8.	Сопротивление диффузии водяного пара Z.
В области конденсации Z.
Z1 = 1,5 - 106(minд - + min/z2  d2)
Z. = 1,5 • 106 (10  0,02м + 30 • 0,03м) = 1650000м2 • час • Па/кг
Z, = 1,65 • 106м2  час • Па/кг
В расчете приняты минимальные значения д в расчетах, так как речь идет
о сухой части crqiы.
В области испарения Ze.
Ze = 1,5  106(max/z3 - d3 + max/z4 • d^)
Ze = 1,5 • 106(150  0,20м + 70 • 0,03м + 35 • 0,02м) = 49200000м2  час • Па/кг
Ze = 49,2  106м2 • час  Па/кг
В области испарения диффузия водяного пара встречает примерно
в 30 раз большее сопротивление, чем в области конденсации. Это
большое сопротивление осложняет транспортировку влаги от плос-
кости конденсации к наружному воздуху.
9.	Плотность диффузионного потока.
g. от внутренней поверхности стены к плоскости конденсации:
Направление потока
--------------------->
р _A~Psw
1170Па-861Па
о. =--------------------
1650000м2-час-Па/кг
gi = 1,873-10~4кг/м2 -час
gi = 0,1873г/м2 • час
2. Влажность — защита от влажности
Эта масса влаги в виде пара поступает из воздуха помещения в стену еже-
часно через 1м2 поверхности стены.
ge от плоскости конденсации к наружному воздуху:
Направление потока
Psw ~ Ре
861Па-208Па
8' ~ 49200000м2 • час • Па/кг
= 1,327  10"5кг/м2 • час
& = 0,01327г/м2  час
В течение периода конденсации (зимние месяцы) в час через 1м2 плоско-
сти стены протекает 0,1873 г воды в форме пара, тогда, как только 0,01327 г
могут выйти в наружный воздух. В стену проникает почти в 14 раз больше
влаги, чем может из нее испарится.
10.	Собирающаяся в стене масса конденсата за время периода конденсации.
™W,T =^T(gi-ge)
mWT =144Очас (0,1873г/м2 -час-0,01327г/м2 час)
mWT = 269,71г/м2 -19,11г/м2 = 405,5г/м2
входящая выходящая
^w.t = 250,6г/м2
^w.t =0,25 кг/м2
Период высыхания.
Граничные условия по DIN 4108 для периода высыхания:
Температура наружного воздуха:
Температура воздуха в помещении:
Относительная влажность снаружи:
Относительная влажность внутри:
Продолжительность периода:
а = +12°с
L,a
eLi= +i2°c
(pt = 70%
= 70%
ty = 2160 час (=90 дней)
2.19. Исследование влажностного состояния
11.	Определение эквивалентных толщин слоев воздуха соответственно
полученным значениям в период конденсации.
Внутренняя штукатурка:
Утеплитель внутри:
Бетонная стена:
Утеплитель снаружи:
Наружная штукатурка:
5d= 3,0м ~ 10мм
5d = 10 • 0,02м = 0,2м ~ 0,7мм
5d = 30 • 0,03м = 0,9м ~ Змм
5d = 150 • 0,20м = 30,0м ~ 100мм
5d = 70 • 0,03м = 2,1м ~ 7мм
5d = 35  0,02м = 0,7м ~ 2,3мм
233,9м ~ 2113мм
1400 -
1300 -
1200--
1100 -
1000--
900--
800 -
Рис. 2.56. Диаграмма [лазера: Период высыхания.
Выходящая в помещение
масса пара
gi = 0,255г/м2 • час
Выходящая наружу
масса пара
ge = 0,008557г/м2 • час
крутое распределение р
=> большая масса
испаряющейся воды
= 2160час • 0,255г/м2  час
^w.v = 550,8г/м2
пологое распределение р
малая испаряющаяся масса
воды
у = 2160час • 0,008557г/м2 • час
т'^ у = 18,48г/м2
В течение летних месяцев (период высыхания) происходит высыхание сте-
ны с испарением влаги как в воздух помещения, так и в наружный воздух.
2. Влажность — защита от влажности
Крутое падение кривой давлений водяного пара р в сторону помещения озна-
чает сильное падение давления пара и, тем самым, большую массу испаряе-
мой влаги, чем в сторону наружного воздуха, куда направлена более пологая
часть графика. Эквивалентный путь испарения в сторону помещения — коро-
че, чем наружу и поэтому в сторону помещения испаряется больше влаги, чем
наружу.
12.	Определение давлений насыщения параps.
Согласно граничным условиям значения температур внутри и снаружи, т.е.
по обе стороны стены, одинаковы. Также одинаковы и значения относитель-
ной влажности воздуха в помещении и снаружи. Поэтому с обеих сторон
стены имеют место одинаковые значения давлений насыщения пара и фак-
тического давления водяного пара.
0Li= +12°С	по таблице =>^s = 1403 Па
0La= +12°С	по таблице =>gs= 1403 Па
13.	Определение фактических значений давления водяного пара в зависимо-
сти от относительной влажности воздуха.
Граничные условия: (р = фе — 70%
Pi=Ps ’^i	Pe=Ps'<Pe
р- = 1403Па • 70/100 = 982Па	ре = 1403Па - 70/100 = 982Па
14.	Определение плотности диффузионного потока водяного пара во
внутрь (в сторону помещения) и наружу.
Направление потока
◄---------------------
О — ^Sw ~
1 zi
1403Па-982Па
1650000м2 час-Па/кг
gi = 2,55 • 10 4кг/м2 • час
gi = 0,255г/м2 • час
Направление потока
о —
z.
1403Па-982Па
8е ~ 4920000м2 • час • Па/кг
ge = 8,557 - 10-6 кг/м2  час
ge = 0,008557г/м2 • час
15.	Определение общей массы воды, диффундирующей из конструк-
ции в воздух помещения и в наружный воздух.
™W,V = 'v(Si+#e)
znw v - 2160час-(0,255г/м2 -час+0,008557г/м2 - час)
mw,v -	550,8г/м2	+ 18,48г/м2
в воздух помещения в наружный воздух
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
= 569,28г/м2
mwv =0,5 7 кг/м2
Тогда как в зимние месяцы (период конденсации) в стеновой конструк-
ции осаждается 0,25 кг/м2 конденсата, в летние месяцы из нее может диф-
фундировать наружу 0,57 кг/м2. Таким образом, имеет место полное высыха-
ние в летние месяцы.
Повреждений ограждающей конструкции можно не ожидать.
16.	Мероприятия для предотвращения выпадения конденсат^.
Чтобы полностью предотвратить выпадение конденсата внутри сте-
ны, необходимо, чтобы сумма эквивалентных толщин воздушных слоев
5d стеновой конструкции была бы по меньшей мере равна:
d общ.треб.
^П0-208(Па)
Psw-Pe 861 —208(Па)
‘''бобш.треб. —48,32м
V — V — V — V
° d доп.треб. ° d общ. ° d,i ° d,e
5d u = 10 • 0,02м + 30 • 0,03м = 1,10м
5d е =150- 0,20м + 70 • 0,03м + 35 • 0,02м = 32,80м
^допяреб. = 4832 -1,10 - 32,80 = 14,42м
Решение:
Необходима пленка, величина д • d которой составляет не менее
14,42 м. Выбрана полиэтиленовая пленка с d=0,2 мм и д=100000
5d = 0,0002м-100000= 20м > 5dTpe6. = 14,42м
Пленку необходимо расположить со стороны помещения перед
плоскостью конденсации, т.е. между штукатуркой и внутренней теп-
лоизоляцией.
Если теперь с учетом этой пленки построить диаграмму Глазера,
то кривые ps и р не будут касаться друг друга.
Послойный состав:	5, = д • d; М: 10мм	~ Зм
Внутренняя штукатурка:	5d =10-0,02м = 0,2м	~ 0,7мм
Полиэтиленовая пленка:	5d = 100000 • 0,0002м = 20,0м	~ 66,7мм
Утеплитель:	5 =30 -0,03м = 0,9м	~ 3,0мм
Бетонная стена:	= 70  0,2м = 14м	~ 46,7мм
Утеплитель:	S'= 30 • 0,03м = 0,9м G	~ 3,0мм
Наружная штукатурка:	5 = 35 • 0,02м = 0,7м d	’	’	~ 2,3мм
	236,7м ~ 2122,4мм	
2. Влажность — защита от влажности
Рис. 2.57. Диаграмма Тлазера после установки слоя пленки
Обе кривые не касаются друг друга. Конденсат больше не выпадает. Так
как увлажнение слоев конструкции после установки пленки не происходит,
в расчете можно принимать минимальные значения д. Только для наружной
штукатурки следует принимать максимальное значение д, так как она увлаж-
няется косыми дождями. Расстояние кривой фактических давлений водяно-
го пара и давлений насыщения уменьшается по направлению к наружной
штукатурке. Таким образом опасность выпадения конденсата перемещается
далеко к внешней границе стены.
Пример 4. Утеплитель между двумя плотными слоями => утепляющее ядро.
Рис. 2.58. Состав стены
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
Граничные условия по DIN 4108:
h = 6Вт/м2 *К
he= 23Вт/м2К
0Li=+2O°C
0Le= -10°С
Диаграмма Егазера.
Период конденсации.
1.	Определение распределения температур.
1 d-i d^ d<2 d& de 1
RT= — 4- — + — + — + — + — + —
Д Аг A$ As К
RT = 0,167 + 0,028 + 0,048 + 1,714 + 0,048 + 0,023 + 0,043
2,4°C	0,4	0,7	24,9	0,7	0,3	0,6
RT = 2,07м2К/Вт ~ Д0 = 30°C
U = 0,48Bt/m2K
2. Определение эквивалентных толщин воздушных слоев 5, для пост-
роения диаграммы.
5с1 = д • d; М: Зм
Внутренняя штукатурка:
Бетонная стена:
Утеплитель:
Бетонная стена:
Наружная штукатурка:
5 =10-0,02м = 0,2м
а	7
5 =70-0,10м = 7,0м
S. = 30 • 0,06м = 1,8м
а	7	7
5 =150-0,10м =15,0м
о	7	7
5 = 35 - 0,02м = 0,7м
а	7	7
- 10мм
~ 0,7мм
~ 23,3мм
~ 6,0мм
~ 50,0мм
~ 2,3мм
£24,7м ~ £82,Змм
3.	Определение давлений насыщения водяного параps по таблице 2.3 в зави-
симости от температур между слоями конструкции.
20°С=>д=2340Па
17,6”С=>рл = 2014Па
17,2°С	= 1963Па
16,5°C=>ps= 1878Па
-8,4°С=>д=298Па
-9,ГС=>р5=281Па
-9,4“С=>д = 274Па
-10°С=>д = 260Па
защита от влажности
4.	Определение фактических значений давления водяного пара на внутренней и
наружной поверхностях стены и нанесение их на диаграмму.
Граничные условия по DIN 4108: <р = 50%; фе= 80%
На поверхностях стены имеют место значения давления пара, соответ-
ствующие значениям относительной влажности р. и ps.
Pi =Ps'<Pl
Pe=Ps <Pe
p. = 2340Па • 50/100 = 1170Па	pe = 260Па • 80/100 = 208Па
Так как слои конструкции нанесены в виде эквивалентных слоев
воздуха, то можно было бы соединить р. с ре прямой линией. В этом
случае эта прямая пересечет кривую давлений насыщения ps. Это оз-
начает, что в сечении фактические давления пара будут лежать выше
давлений насыщения, т.е. относительная влажность будет больше 100%,
чего не может быть. Поэтому от р. и рс проведены касательные к кри-
вой насыщения ps. Точка касания р^ называется точкой насыщения
и показывает плоскость, в которой выпадает конденсат.
2000
1800--
1600--
1400--
1200 -
1000--
800“-
600--
400--
200--
Областъ испарения
Область
конденсации
Рис. 2.59. Диаграмма Глазера: Период конденсации
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
Область конденсации
=X(minA d)
Sd  = 10 • 0,02м + 70 • 0,10м + 30 • 0,06м
Sdj = 9,0м
Zj = 13500000м2 • час  Па/кг
Меньшее сопротивление
Направление диффузии
--------------------------►
Плотность диффузного потока
- 0,0646г/м2 • час
Крутое распределение р
=> большая входящая масса пара
Область конденсации
5<и = Е(тахА d)
Sde = 150 • 0,10м + 35 • 0,02м
5^ = 15,7м
Ze = 23550000м2 • час • Па/кг
Большее сопротивление
Направление диффузии
---------------------------►
Плотность диффузного потока
ge = 0,00382г/м2 • час
Пологое распределение р
=> малая выходящая масса пара
]>«
^w.t = 93,02г/м2	mWT = 87,5кг/м2	v = 5,5г/м2
5.	Областькоцденсации 5,..
Сухая часть стены проходит по сечению от внутренней поверхности стены
до плоскости конденсации. В этой части строительные материалы еще су-
хие, по меньшей мере еще не насыщены водяным паром
(<р < 100%). Поэтому в расчете приняты меньшие из приведенных в
DIN 4108 коэффициентов сопротивления диффузии водяного пара д.
Малые значения д означают, что здесь будет меньшее сопротивление
диффузии водяного пара, т.е. влага будет передаваться дальше по се-
чению хорошо и быстро. Только в конце этой области давление пара
достигает давления насыщения (ф = 100%) и на плоскости раздела
между утепляющим ядром и наружной бетонной отолочкой будет вы-
падать конденсационная вода.
6.	Область испарения 5de.
Влага, которая постоянно поступает из помещения, диффундирует че-
рез область /?sw до наружной поверхности стены насквозь или выпадает
в зависимости от конструкции в виде воды на плоскость конденсации.
Так как в области испарения строительные материалы находятся во
влажном состоянии, то транспортировка влаги будет осложнена за счет
когезии (= сил сцепления воды), но еще больше за счет сил адгезии
(сил сцепления между водой и порами материала). Эта связь в расчете
защита от влажности
учитывается тем, что в области испарения принимаются в расчет максималь-
ные значения д. Чем больше д материала => тем больше сопротивление мате-
риала пропускать водяной пар.
Правило: Сухие материалы в зависимости от пористости всасывают воду;
влажные материалы в зависимости от пористости долго отдают воду в
окружающую среду.
7.	Сопротивление диффузии водяного пара Z.
В области конденсации Z.
Z = 1,5 • 106(min/x1 • d{ + пнпд2 • d2 + min/x3 * J3)
Z = 1,5 • 106(Ю • 0,02м + 70 • 0,10м + 30 • 0,06м)
Z = 13500000м2 • час • Па/кг
Z = 13,5 • 106м2 • час • Па/кг
В области испарения Ze.
Ze = 1,5 • 106(max/x4 • + max/x5 • J5)
Ze = 1,5 • 106(150 • 0,10м + 35 • 0,02м)
Ze = 23550000м2 • час * Па/кг
Ze = 23,55 • 106м2 • час • Па/кг
В области испарения сопротивление диффузии водяного пара в 1,7 раз
больше, чем в области конденсации
8.	Плотность диффузионного потока.
gx от внутренней поверхности стены к плоскости конденсации psw:
Направление потока
' А
------------------------->
1170Па —298Па
8i ~ 13500000м2 • час • Па/кг
gi = 6,46 • IO 5 кг/м2 • час
gt = 0,0646г/м2 • час
Эта масса влаги в форме пара ежечасно проходит через 1м2 поверхности
стены в зимние месяцы из помещения в стену.
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
ge от плоскости конденсации к наружному воздуху:
Направление потока
------------------->
бе	у
298Па-208Па
8е ~ 23550000м2 • час  Па/кг
ge = 3,82 * 10"6 кг/м2 • час
ge = 0,00382г/м2-час
Входящая масса пара примерно в 17 раз больше, че выходящая.
Следствием является насыщение влагой стены. То, что входящая масса
пара значительно больше, чем выходящая, можно увидеть на диаг-
рамме, где кривая фактического давления водяного пара р от рх к psw
проходит значительно круче чем от psw к ре
9.	Скапливающаяся в стене масса конденсата за период конденсации.
^.Т=М&-&)
w?WT = 1440ч44- (0,0646г0, 2 • час - 0,00382г,0 2 - час)
w?WT =93,02гЗ, 2-5,50г,5 2
входящая выходящая
mWT = 87,5г/м2
mWT = 0,88кг/м2
Период высыхания.
Диаграмма Глазера.
Рис. 2.60. Диаграмма Глазера: Период высыхания
защита от влажности
Эквивалентные толщины воздуха слоев могут быть взяты из расчета для
периода конденсации.
Область испарения
Область испарения
Почти в два раза больший
рост р, чем с наружной стороны
=> почти в два раза большая
масса испаряемой влаги, чем
в сторону наружного воздуха
Пологое распределение р
=> меньшая масса испаряемой
m'vv = 67,39г/м2	= 106,05г/м2	у = 38,66г/м2
Давление насыщения пара и фактическое давление пара на обеих сторо-
нах стены одинаково, так как согласно граничным условиям как температура
внутри помещения, так и температура воздуха снаружи, а также относитель-
ные влажности внутри и снаружи — одинаковы.
Pi=Ps’^i
6Li= +12°С по таблице =>ps = 1403 Па
р. =1403Па- 70/100
0La= +12°С по таблице => ps= 1403 Па
p-t = 982Па
Ре
ре = 1403Па -70/100
ре = 982Па
Как видно из диаграммы испарение идет от высокого давления пара
psw в обе стороны стены с более низкими давлениями пара р. и ре.
10.	Плотность потока диффузии водяного пара.
В сторону помещения
◄-----------------------
= Psw-Pi
1 Zi
1403Па-982Па
g- =---------о----------
13500000м2 • час • Па/кг
gi = 3,12 • 10-5 кг/м2 • час
g{ = 0,0312г/м2 • час
В сторону наружного воздуха
------------------------>
_ PsW-Pe
• Z,
14ОЗПа —982Па
8с ~ 23550000м2  час  Па/кг
ge = 1,79 • 10-5 кг/м2 • час
ge = 0,0179г/м2 • час
В сторону помещения проходит почти в 1,7 раза больше влаги, чем в сто-
рону наружного воздуха. Это выражается также распределением давлений
2.19. Исследование влажностного состояния
парар от р^ к р., которое в этой области проходит более круто, чем отр^ кре.
Эквивалентный слой воздуха к помещению — короче.
11.	Испаряющаяся масса воды в летние месяцы от плоскости конденсации в
помещение и в наружный воздух.
™W,V =^v(^i+^e)
j?2wv = 2160час(0,0312г/м2 -час+0,0179г/м2 -час)
A7?wv = 67,39г/м2	+ 38,66г/м2
в помещение в наружный воздух
= 106,05г/м2
12.	Оценка конструкции стены.
Во время периода конденсации (зимой) в стене образуется 87,5 г/м2 конден-
сата, в период высыхания (летом) может испарится 106,05 г/м2. Таким обра-
зом обеспечивается полное высыхание за лето. Повреждения стены от влаги
маловероятны.
13.	Мероприятия для предотвращения образования конденсата.
Конденсата можно избежать, если фактические эквивалентные толщины
воздушных слоев Sd конструкции по меньшей мере будут равны:
d общ.треб.	d.e
Psw ~ Ре
1170 —208(Па)
--------------1Э,/М
298 - 208(Па)
$4 общ.треб. —167,8М
лоп.треб. *^<1общ. ^d,i d,e
Sdi = 10 • 0,02м +70 • 0,10м + 30 • 0,06м = 9,0м
Sde =150 0,10м + 35 0,02м = 15,7м
Sd^.= 167,8 - 9,0-15,7 = 143,1м
Выбираем полиэтиленовую пленку с d = 1,5 мм и ц = 100000
Sd = 0,0015м • 100000 = 150м >	= 143,1м
Пленку необходимо установить перед плоскостью конденсации с
теплой стороны. Здесь было бы целесообразно установить ее между
внутренним слоем бетона и теплоизоляцией, чтобы вообще никакая
влага или только очень малое ее количество могло попасть в теплоизоляци-
онный слой.
защита от влажности
14.	Построение диаргаммы Глазера после установки полиэтиленовой плен-
ки.
Последовательность слоев изнутри наружу:	М : 3,0м ~ 10мм	
Внутренняя штукатурка:	5 = 10 • 0,02м = 0,2м	~ 0,7мм
Слой бетона:	5 = 70 • 0,10м = 7,0м а	7	7	~ 7мм
Полиэтиленовая пленка:	5, = 100000 • 0,0015м = 150,0м	~ 150мм
Утеплитель:	5 = 30 • 0,06м = 1,8м о	7	7	~ 1,8мм
Слой бетона:	S'. = 70 • 0,10м = 7,0м О	7	~ 7мм
Наружная штукатурка:	5 = 35 • 0,02м - 0,7м а	7	7 2166,7м ~ 2166,7мм	~ 0,7мм
§ § § § § g § § i §
Рис. 2.61. Диаграмма Глазера после установки ПЭ-пленки
Кривая давлений пара ни в одном месте не достигает кривой давлений
насыщения. Это означает, что конденсата не будет.
Пример 5. Бетонная стена, оштукатуренная с обеих сторон, без теплоизоля-
ции.
1.	Определение распределения температур.
_	1 cL d7 d3 1
RT = — + v-t-^2- + v- + —
ht Д Л, he
2.19. Исследование влажностного состояния
1	0,02 0,20 0,02	1
— —I------1-----1------1--—
6 0,70	2,1	0,87	23
= 0,167 + 0,028 + 0,095 + 0,023 + 0,043
14,1°С 2,4	8,0	1,9	3,6
А,. = 0,357м2К/Вт ~Ь6 = 30°С = (6L1 - 0Ца)
и= 2,80Вт/м2К
Сильный скачок температуры у внутренней поверхности стены ведет к
ощущению сквозняков вблизи стены и негативно отражается на состоянии
мебели у стены и на самочувствии людей в помещении.
Внутренняя гипсовая штукатурка
Рис. 2.62. Состав стены
Граничные условия по DIN 4108:
h. = 6Вт/м2К для влагозащиты
0L.= +20°С
а =-10°С
L.e
2. Определение эквивалентных толщин воздушных слоев.
Внутренняя штукатурка:
Бетонная стена:
Наружная штукатурка:
= jU • d; М: 3,0м
Sd= 10 -0,02м = 0,2м
= 150- 0,20м = 30,0м
5 = 35 - 0,02м = 0,7м
£30,9м ~ £103мм
~ 10мм
~ 0,7мм
~ 100,0мм
~ 2,3мм
2. Влажность — защита от влажности
3.	Определение давлений насыщения водяного пара по таблице 2.3. в зависи-
мости от температуры.
20°С => ps = 2340Па
5,9°С => ps = 925Па
3,5°C=>ps =787Па
— 4,5°C=>ps =419Па
— 6,4°С => ps = 356Па
-10°C=>ps =260Па
4.	Определение фактических значений давления пара на обеих повер-
хностях стены и внесение их в диаграмму.
Граничные условия по DIN 4108: у. = 50%; ре = 80%
Действительные величины давления пара с учетом относительной
влажности на внутренней и наружной поверхности стены равны:
р. = Ps . (р. = 2340Па - 50/100 = 1170Па
ре = Ps. tpe = 260Па • 80/100 = 208Па
Соединение /л и ре прямой показывает, что существующее давле-
ние пара выше давления насыщения, что невозможно, так как отно-
сительная влажность 100% является предельной. Поэтому от р. и ре к
кривой давлений насыщения проводим касательные, пересечение
которых дает нам положение плоскости конденсации. Диаграмма по-
казывает, что конденсат образуется уже на внутренней поверхности
стены, так как там фактическое давление водяного пара уже выше
давления насыщения. Давление насыщения имеет место при относи-
тельной влажности в 100%. Таким образом имеет место случай, когда
конденсат образуется в области от внутренней поверхности стены до
границы между внутренней штукатуркой и бетоном. Существующее
значение U при такой конструкции стены выше допустимого. Это
показывает следующий расчет:

U
ДОП.— '
и»™.
20-9,3
20-(-10)
Um = 2,14Вт/м2К <сущЛ = 2,81Вт/м2К
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
О =20°С
при
р. = 50%
0S = 9,3°С
8 § § § § I § § § 1
Рис. 2.63. Диаграмма Глазера: Период конденсации
Область конденсации
Sdi =10 0,02м
Sdi = 0,2м
Zj = 300000м2 • час  Па/кг
Плотность диффузионного
потока
---------------г---k
gi = 0,817г/м2 час
Область испарения
Sde = 150 • 0,20м + 35  0,02м
Sd>e = 30,7м
Ze = 46050000м2 • час  Па/кг
Плотность диффузионного
потока
ge =0,01257г/м2 час
крутое распределение р
=> большая входящая
пологое распределение р
=> очень малая выходящая
масса воды
масса воды
= 1176,48г/м2
Насыщение конденсатом
mw,T = 18,10г/м2
mWT = 1,16кг/м2
5.	Область испарения.
Между плоскостью конденсации pSW2 и наружной плоскостью наруж-
ной штукатурки лежит область испарения. Так как поток влаги следу-
2. Влажность — защита от влажности
ет за потоком тепла с теплой стороны к холодной, т.е. изнутри-наружу, то и
влажность конструкции в области испарения может транспортироваться толь-
ко изнутри — наружу.
Поэтому в области испарения необходимо принимать в расчет макси-
мальные значения р, так как при испарении необходимо преодолеть силы
адгезии между молекулами материала и воды, что замедляет и утяжеляет
транспортировку влаги. Поэтому процесс высыхания протекает всегда мед-
леннее, чем процесс увлажнения.
6.	Сопротивление диффузии водяного пара.
В области конденсации Z.
В области испарения Ze.
Zj = 1,5  106 • min д  dx
Zx =1,5 IO6 10 0,02м
Zj = 300000м2 • час  Па/кг
Zj = 3 105м2 • час • Па/кг
Ze = 1,5 - 106(max fi2 • d2 + max //3 • d3)
Ze = 1,5 • 106 (150 - 0,2м + 35  0,02м)
Ze = 46050000м2 • час • Па/кг
Ze = 460,5 • 105 m2 • час • Па/кг
В области испарения транспортировка влаги встречает почти 150-
кратное увеличение сопротивления, чем в области конденсации, а
именно 46050000 : 300000 = 153,5 : 1. Это показывает на трудность диффу-
зии влаги, поступающей в стену из помещения, через бетонную стену нару-
жу
7.	Плотность диффузионного потока.
Изнутри к плоскости конден-
сации /?SW1 (= от внутренней
поверхности = к началу
области конденсации)
_ Pi ~ Pswi
1170Па —925Па
300000м2 • час  Па/кг
gj = 8,166 • 10-4кг/м2 • час
gj =0,817г/м2 - час
Тогда, как в каждый час и на 1
От плоскости конденсации
pSW2 (конец области кон-
денсации) к наружному
воздуху
_ Psw2 ~ Ре
ое	гу
^е
787Па —208Па
ge ~ 46050000м2 • час • Па/кг
ge = 1,257 • 10-5 кг/м2 • час
ge = 0,01257г/м2 • час
м2 поверхности стены в конструк-
ции скапливается 0,817 г воды, одновременно в наружный воздух могут
испарятся только 0,01257 г воды. Соотношение обоих потоков влаги
составляет 65:1. Это иллюстрирует крутое падение фактического дав-
ления водяного пара к концу области конденсации и пологое распре-
деление его в области испарения.
2.19. Исследование влажностного состояния
8.	Образующаяся масса конденсационной воды во время периода конденса-
ции.
^W.T	&е)
mWT = 1440час-(0,817г/м2 час-0,01257г/м2 -час)
mWT = 1176,48г/м2 - 18,10г/м2
входящая выходящая
= 1,16кг/м2
При вычитании выходящей в период конденсации наружу неболь-
шой массы влаги в области конденсации скапливается 1,16кг/м2 кон-
денсата.
Период испарения (высыхания).
Для периода высыхания по DIN 4108 в расчет принимают следующие
граничные условия:
Температура наружного воздуха:
Температура воздуха в помещении:
Относительная влажность снаружи:
Относительная влажность внутри:
Продолжительность периода:
0La= +12°С
0L’*= +12°С
Фа = 70%
(р.= 70%
Zv= 2160 час (= 90 дней)
Эквивалентные толщины воздушных слоев принимаем соответ-
ственно значениям, полученным для периода конденсации.
Так как граничные условия на обеих наружных поверхностях сте-
ны одинаковы (0Li = 0Le = + 12°С; <ре = <р.= 70%), то значения факти-
ческого и предельного давлений водяного пара на этих поверхностях
также одинаковы.
9.	Определение давления насыщения ps.
0Li = +12°С =ф по таблице ps=1403 Па
0La = +12°С => по таблице ps=1403 Па
10.	Определение фактических значений давлений водяного пара р.
При фе = (р.= 70%
Pi=PS'<Pi	Pe=Ps'<Pe
Pi = 1403Па • 70/100 = 982Па ре = 1403Па • 70/100 = 982Па
2. Влажность — защита от влажности
Высыхание происходит как в сторону помещения, так и в сторону наруж-
ного воздуха. Как видно из диаграммы Глазера, кривая фактических значе-
ний давлений пара значительно круче в сторону помещения, чем в сторону
наружного воздуха. Это означает, что вовнутрь из конструкции может испа-
риться значительно больше влаги, чем в сторону наружного воздуха.
11.	Определение плотности диффузионного потока водяного пара.
Вовнутрь
(в сторону помещения)
Наружу
(в сторону наружного воздуха)
р _ Psw2 Pi
'	zi
1403Па —982Па
%' 300000м2 • час • Па/кг
gi = 1,403 • 10“3 кг/м2 • час
gi = 1,403г/м2 • час
_ Psw2 Ре
8' zc
1403Па-982Па
8с ~ 46050000м2 • час • Па/кг
ge = 9,142-10 6 кг/м2 час
ge = 0,009142г/м2 • час
12.	Определение общей массы воды, диффундирующей в летние ме-
сяцы в обе стороны из конструкции в воздух.
™W,V = h (gi + ge )
v = 2160час • (1,403г/м 2 • час + 0,009142г/м2 • час)
=	3030,48г/м2	+	19,75г/м2
в воздух помещения в наружный воздух
tn w у = 3,05кг/м2
Рис. 2.64. Диаграмма Глазера: Период высыхания
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций 243
Очень крутое распределение р
очень большая масса
испаряющейся воды
«,WV1 = 3030,48г/м2
d’
wwv = 3,05г/м2
Пологое распределение р
=> малая испаряющаяся масса
воды
™W,V2 = 19,75г/м2
Расчет показывает, что тогда, как в зимние месяцы в стене скапли-
вается 1158,38 г/м2 влаги, в летние месяцы из нее может испариться
3050,2 г/м2 влаги.
Сводный обзор примеров 1-5.
Пример 1.	Пример 2.	Пример 3.	Пример 4.	Пример 5.
Утепление	Утепление	Утепление	Утепление	Без
внутри	снаружи	снаружи и внутри (строитель- ство «в одежде»)	между двумя плотными слоями (с утепляющим ядром)	утепления
©Wi = 17,6°С	= 17,6’С	©Wi = 17,6’С	©Wi = 17,6’С	ewi = 17,6’с
и= 0,48Вт/м2К	и = 0,48Вт/м2К	и = 0,48Вт/м2К	и = 0,48Вт/м2К	и = 0,48Вт/м2К
Теплонакоп-	Теплонакоп-	Тепл©накоп-	Теплонакоп-	Теплонакоп-
ление	ление	ление	ление	ление
Q = 1400кг/м3 •	Q = (1400кг/м3	Q = 1400кг/м3 •	Q = (1400кг/м3	Q = (1400кг/м3
0,02м  1000	• 0,02м + 2400	0,02м • 1000	• 0,02м + 2400	• 0,02м ’ 2 +
Дж/кгК  2,6К	кг/м3  0,02м) •	Дж/кгК • 2,6К	кг/м3  0,10м) 	2400 кг/м3 •
где	ЮООДж/кгК 	где	ЮООДж/м2 •	0,20м) •
(20°С - 17,4°С)	з,зк	(20°С - 17,4СС)	где 3,1 К (20сС -	ЮООДж/м2 - 20,5К
Q = 72800Дж/м2	Q = 1778000	Q = 72800Дж/м2	16,9°С)	Q = 10414000
Q = 0,02кВт •	Дж/м2	Q = 0,02кВт •	Q = 804000Дж/м2	Дж/м2
час/м2	Q = 0,49кВт • час/м2	час/м2	Q = 0,22кВт  час/м2	Q = 2,90кВт - час/м2
Период	Период	Период	Период	Период
конденсации	конденсации	конденсации	конденсации	конденсации
^=0,284г/м2час	Никакого	g=0,1873	g—0,1646 г/м2час g=0,00382	g=0,817r/M24ac
^=0,00239 г/м2час	выпадения	г/м2час g=0,01327		g^=0,01257 г/м2час
wWT=0,41Kr/M2	конденсата	г/м2час wWT=0,25Kr/M2	г/м2час A7?WT=0,088Kr/M2	wWT=l,16Kr/M2
Период	Период	Период	Период	Период
высыхания	высыхания	высыхания	высыхания	высыхания
&1=0,14г/м2час	Дальнейшее	g.=0,255r/M24ac	g=0,0312	g = l,403r/M24ac
£е=0,00914		g‘=0,00856	г/м2час	g’=0,00914
г/м2час	исследование	г/м2час	g=0,0179	г/м2час
*%л=0,32кг/м2	не требуется	wwv=0,57Kr/M2	г/м2час wwv=0,l 1кг/м2	wwv=3,05Kr/M2
2. Влажность — защита от влажности
^V,T > ^W.V
0,41>0,32кг/м2
Доп. мероприятие:*
WV,T < ww.v
0,25<0,57кг/м2
^уд < ^w.v
0,088<0,11кг/м2
wVT < wwv
1,16 < 3,05кг/м2
Оценка:
Так как скап-
ливающаяся
за зимний пе-
риод влага по
массе превос-
ходит испаря-
ющуюся за
летние меся-
цы, могут
иметь место
очень тяже-
лые повреж-
дения конст-
рукции. Утеп-
ление изнутри
с точки зре-
ния защиты
от влажности
гораздо хуже,
чем отсут-
ствие утепле-
ния (пример
5).
* ПЭ-пленка
d = I мм
д = 100000
Оценка:
Наружное
расположение
утеплителя
как с точки
зрения тепло-
защиты (теп-
лонакопле-
ние), так и с
точки зрения
влагозащиты
(предотвра-
щение кон-
денсата) явля-
ется наилуч-
шим решени-
ем по всем
критериям
строительной
физики.
Оценка:
Так как выпа-
дающая в
зимние меся-
цы масса кон-
денсационной
влаги меньше,
чем та, что
может испа-
рится летом,
то тяжелые
повреждения
конструкции
из-за влаги
маловероят-
ны. Теплоза-
щитные каче-
ства примеров
1-4 сравнимы,
так как конст-
рукции имеют
одно и то же
значение ко-
эффициента
U.
Оценка:
Выпадающая
в зимние ме-
сяцы масса
конденсаци-
онной влаги
только незна-
чительно
меньше, чем
та, что может
испариться из
конструкции
летом. Поэто-
му было бы
желательно
установить
между внут-
ренним плот-
ным слоем и
теплоизоля-
цией ПЭ-
пленку
Оценка:
Хотя выпада-
ющая зимой
влага летом
полностью
испаряется,
такая конст-
рукция стены
нежелательна,
так как уже на
внутренней
поверхности
такой стены
образуется
конденсат.
Расчетная
теплонакопи-
тельная спо-
собность та-
кой стены об-
манчива, так
как величина
U очень боль-
шая, т.е. теп-
ловой поток
наружу очень
большой и
никакого теп-
лонакопления
в такой стене
не будет.
Пример 6. Бетонная стена с утеплителем с обеих сторон слоями разной толщи-
ны.
Рис. 2.65. Состав стены.
2.19. Исследование влажностного состояния
1. Распределение температур.
1	0,02	0,03	0,20	0,06	0,02	1	,	.
Rr=- +-------+-----+ ——+---------+ ——+—^>kw = 0,34Вт/м2К
6	0,70	0,035	2,1	0,035	0,87	23
= 0,167 + 0,029 + 0,857 + 0,095 +1,714 + 0,023 + 0,043
1,7°С 0,3	8,8	1,0 17,6 0,2	0,4
RT = 2,928м2К/Вт ~ Д0 = 30°С
2. Эквивалентные толщины воздушных слоев.
Внутренняя штукатурка:
Утеплитель:
Бетонная стена:
Утеплитель:
Наружная штукатурка:
3. Диаграмма Глазера.
5d = д • d; М : 1,5м ~ 10мм
5d = 10 • 0,02м = 0,2м ~ 1,3мм
5d = 10 • 0,03м = 0,3м ~ 2,0мм
5d = 70 • 0,20м = 14,0м ~ 93,3мм
5d = 10 • 0,06м = 0,6м ~ 4,0мм
5d = 35 • 0,02м = 0,7м ~ 4,7мм
Х15,8м - £105,Змм
Рис. 2.66. Диаграмма Глазера: Период конденсации
Оценка: р не касается и не пересекаетps => не будет выпадения конденса-
та.
Пример 7. Как пример 6, но с более толстым слоем утеплителя внутри.
Фенольный пенопласт WLGr 035
Известь-гипсовая штукатурка
защита от влажности
1. Распределение температур.
/?т
_1_ 0,02 0,06 0,20 0,03
“ 6 + 0,70 + 0,035 2,1 + 0,035
0,02
+ 0,87
+ —=>fcw =0,34Вт/м2 К
23
= 0,167 + 0,029 + 1,714 + 0,095 + 0,857 + 0,023 + 0,043
1,7°С 0,3	17,6	1,0	8,8	0,2	0,4
7?т = 2,928м2К/Вт ~ Л0= 30°С
2. Эквивалентные толщины воздушных слоев.
Внутренняя штукатурка:
Утеплитель:
Бетонная стена:
Утеплитель:
Наружная штукатурка:
3. Диаграмма I лазера.
Sd = д • d\ М : 1,5м	~ 10мм
5d = 10 • 0,02м = 0,2м	~	1,3мм
5d = 10 • 0,06м = 0,6м	~	4мм
5d = 150 • 0,20м = 30,0м	~ 200мм
Sd = 50 • 0,03м — 1,5м	~	10мм
Sd = 35 • 0,02м = 0,7м	~	4,7мм
ХЗЗ,0м ~ 1220мм
Рис. 2.68. Диаграмма Глазера: Период конденсации
4. Сопротивление диффузии водяного пара.
В области конденсации.
Z = 1,5 • lO^min^ • dl + min/i2 • d2)
Z. = 1,5 • 104 * 6(10 • 0,02м + 10 • 0,06м)
Z. ~ 1200000м2 • час • Па/кг
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
В области испарения.
Ze = 1,5 • 106(тахд3 • d3 + тахд4  J4 + тахд5 • d5)
Ze = 1,5 • 106(150 • 0,20м + 50 • 0,03м + 35 • 0,02м)
Ze = 48300000м2 • час • Па/кг
5.	Плотность диффузионного потока.
Изнутри помещения к плоскости конденсации:	От плоскости конденсации к наружному воздуху:
_ A-Psw 8'	zi	_ Psw ~ Ра о е	у
1170Па —бЗОПа 1200000м2-час-Па/кг	бЗОПа —208Па 8° ~ 48300000м2 • час  Па/кг
g. = 4,5 • 10-4кг/м2 • час g. = 0,45 г/м2 • час	ge = 8,74 • 10-6кг/м2 • час ge = 0,00874г/м2 • час
6.	Выпадающая масса конденсата.
ww.T = 'т tei - s)
wWT = 1440час  (0,45г/м2 • час — 0,00874г/м2 • час)
wWT = 648г/м2 - 12,6г/м2
wWT = 635,4г/м2
wWT = 0,64кг/м2
Период высыхания.
7.	Плотность диффузионного потока.
От плоскости конденсации в помещение:	От плоскости конденсации наружу:
Q Psw - Pi '	zi	_ PsW ~ Ра бе	гу
1403Па-982Па 1200000м2-час-Па/кг g( = 3,505  10-4кг/м2 • час g4 = 0,35г/м2 • час	14ОЗПа—982Па 8е ~ 48300000м2 • час • Па/кг ge = 8,72 • 10-6кг/м2 • час ge = 0,00872г/м2 • час
2. Влажность — защита от влажности
8.	Масса конденсата
Ww,v
wwv = 2160час • (0,35г/м2 • час + 0,00872г/м2 • час)
wwv = 774,84г/м2
wwv = 0,77кг/м2
mw,T <
0,б4кг/м2 < 0,77кг/м2
Испарение выпадающего в зимние месяцы конденсата в летние месяцы
едва обеспечивается, однако рекомендуется применение пароизоляции, что-
бы исключить повреждения при длительной эксплуатации.
9.	Устройство полиэтиленовой пленки толщиной </=0,5мм и с д = 100000 в
двух возможных местах стены.
Решение а)
Пленка между внутренним слоем утеплителя и бетонной стеной.
Внутренняя штукатурка:
Утеплитель:
ПЭ-пленка:
Бетонная стена:
Утеплитель:
Наружная штукатурка:
У = и • J: М: 6м О	*	’	~ 10мм
5d = 10 • 0,02м = 0,2м	~ 0,3мм
У = 10 • 0,06м = 0,6м О’’	~ 1,0мм
У = 100000 • 0,0005м = 50,0м о	77	~ 83,3мм
У = 70-0,20м = 14,0м	~ 23,3мм
5d = 10 • 0,03м = 0,3м	~ 0,5мм
У = 35 • 0,02м = 0,7м О	J	J	~ 1,2мм
£65,8м ~ £109,6мм
шНШШ
Рис. 2.69. Диаграмма Глазера после установки пленки между утеплителем и
бетонной стеной
2.19. Исследование влажностного состояния
Оценка: Диаграмма Глазера показывает, что ПЭ-пленка расположена еще
не оптимально, так как кривыер и ps почти касаются друг друга, и это — еще
перед бетонной стеной, так, что она еще попадает в область испарения.
Решение б)
Пленка между внутренней штукатуркой и утеплителем.
	5d = р • J; М: 6м	~ 10мм
Внутренняя штукатурка:	5, = 10 • 0,02м = 0,2м d	3	3	~ 0,3мм
ПЭ-пленка:	V = 100000  0,0005м = 50,0м d	33	~ 83,3мм
Утеплитель:	5=10- 0,06м = 0,6м d	3	3	~ 1,0мм
Бетонная стена:	5 = 70 • 0,20м = 14,0м d	’	’	~ 23,3мм
Утеплитель:	5=10- 0,03м = 0,3м	~ 0,5мм
Наружная штукатурка:	S' = 35 • 0,02м = 0,7м d	3	3	~ 1,2мм
Хб5,8м ~ £109,6мм
Рис. 2.70. Диаграмма Глазера после установки пленки между штукатуркой и
утеплителем
Оценка: Диаграмма Глазера показывает, что установка ПЭ-пленки между
внутренней штукатуркой и утеплителем более целесообразна, чем между
внутренним слоем утеплителя и бетонной стеной, так как кривыер и при-
ближаются друг к другу только в двух наружных слоях, а не в двух внутренних.
Пример 8. Стена подвала со штукатуркой из синтетической смолы.
Граничные условия:
Зима
0Li = +20°С
0? = -10°С
> <р.= 80%
Лето
по DIN
защита от влажности
<ре=80%
Рис. 2.71. Состав стены
0,4	2,5
1. Распределение температур.
R? = 1/6 + 0,02/0,87 + 0,20/2,1 + 0,02/1,4 + 0,005/0,70 + 1/23
= 0,167 + 0,023 + 0,095 + 0,014 + 0,007 + 0,043
9,6°С 1,3	5,4	0,8
= 0,349м2К/Вт ~ Д0 = 20°С
U— 2,86Вт/м2К
2. Диаграмма Глазера.
Период конденсации
Внутренняя штукатурка:
Бетонная стена:
Цементная штукатурка:
Штукатурка
из синтетической смолы:
У = д • d; М: 3,0м
о г 7	7
5d = 35 • 0,02м = 0,7м
5, = 150 • 0,20м = 30,0м
О	7
5 =35-0,02м = 0,7м
d	’	’
- 10мм
~ 2,3мм
~ 100,0мм
~ 2,3мм
5. = 200 • 0,005м = 1,0м ~ 3,3мм
L32,4m ~ £107,9мм
Z = 1,5-106 -35 0,02
Z. = 1050000м2 • час  Па/кг
Ze = 1,5 • 106(150 • 0,20м + 35 • 0,02м + 200 • 0,005м)
Ze = 47550000м2 • час • Па/кг
_ Pt ~ Pswi _ 982,4 - 630
81 ” Zf “ 1050000
g. = 3,356 • 10 4кг/м2 • час
g. — 0,34г/м2 • час
_ Psw2 “ Pa _	567Па - 208Па
8c~ Ze ~ 47550000м2  час • Па/кг
ge = 7,55 • 10 6кг/м2 • час
ge = 0,00755г/м2 • час
Pi = Ps *	Pe = Ps ' Фе
p. = 1228Па • 80/100 = 982,4Па	p[ - 260Па • 80/100 = 208Па
/wWT = 1440час • (0,34г/м2 • час — 0,00755г/м2 • час)
wwt = 489,6г/м2 - 10,9г/м2
/wWT = 478,7г/м2
wwt ~ 0,48 кг/м2
Ра
Внутренняя
— штукатурка Известковая — Штукатурка
Бетонная—i штукатурка-,
стена
из синтетической смолы
2200
2000
внутри
снаружи
1800-
1600 -
1400
1200 -
1000
Pi =
982,4
800
еоо
400
200
Psw1
=630
Psw.,-567
,336
324
Ре =
208
Рис. 2.72. Диаграмма Глазера: Период конденсации
Так как действительное давление пара уже у внутренней поверхности сте-
ны выше, чем давление насыщения, то уже там будет образовываться кон-
защита от влажности
денсат. Таким образом конденсационная вода будет уже во внутренней шту-
катурке
Период высыхания
_ Psw ~Pi _	1403Па - 982Па
Z] 1050000м2 - час - Па/кг
g. = 4,0 • 10 4кг/м2 - час
g. = 0,40г/м2 • час
_ Psw ~ Ра _	1403Па - 982Па
8с ~ Zc ~ 47550000м2 • час • Па/кг
ge = 8,85 • 10~6кг/м2 • час
ge = 0,00885г/м2 • час
wwv = 2160час • (0,40г/м2  час + 0,00885г/м2 - час)
= 883,12г/м2
wwv = 0,88кг/м2
^W.T < ^w,v
0,48кг/м2 < 0,88кг/м2
Поэтому можно не опасаться существенных повреждений от влаж-
ности.
2.19. Исследование влажностного состояния
Пример 9. Кладка стены подвала из песчаника со штукатуркой из синтетической
смолы.
Рис. 2.74. Состав стены
1.	Распределение температур.
„	1	0,02	0,40	0,02	0,005	1
RT =- +------+-----+----+ —-----+ —
6	0,87	2,3	1,4	0,7	23
= 0,167 + 0,023 + 1,174 + 0,014 + 0,007 + 0,043
7,8°С	1,1	8,1	0,7	0,3	20,0
= 0,428м2К/Вт ~ ДО = 20°С
U — 2,33 Вт/м2 К
Граничные условия:
6L. = +10°С	Песчаник
0Le = —10°С д = 35 принимаем
(р’= 80%
<ре = 80%
2.	Диаграмма Глазера.
Период конденсации.
=	1,50м
Внутренняя штукатурка:	5d =	35 • 0,02м = 0,7м
Кладка из песчанника:	5d =	35 • 0,40м =	14,0м
Цементная штукатурка:	5d =	35 • 0,02м = 0,7м
~ 10мм
~ 4,7мм
~ 93,3мм
~ 4,7мм
2. Влажность — защита от влажности
Штукатурка
из синтетической смолы: У = 200 • 0,005м = 1,0м ~ 6,7мм
d	7	77
Х16,4м ~ £109,4мм
Z. = 1,5 • 106 • 35 • 10 • 0,02
Z. = 1050000м2 • час  Па/кг
Ze = 1,5 • 106(35 - 0,40 + 35 • 0,02 + 200 • 0,005)
Ze = 23550000м2 • час • Па/кг
Р{~ Р^'	Ре= Ps ' %
р. = 1228Па • 80/100 = 982,4Па	рс = 260Па • 80/100 = 208Па
_Р\~ Pswi _ 982,4 - 716
gi~ Z. ~ 1050000
g. = 2,54 • 10 4кг/м2 • час
g. = 0,25г/м2 • час
_ Pswz ~ Ра _	662Па-208Па
Ze 23550000м2  час - Па/кг
ge = 1,93 • 10~5кг/м2 • час
. ge = 0,0193г/м2 • час
Рис. 2.75. Диаграмма Глазера: Период конденсации
wWT = 1440час • (0,25г/м2 • час — 0,0193г/м2 • час)
wWT = 360г/м2 - 27,8г/м2
wWT = 332,2г/м2
mWT = О,33кг/м2
Период высыхания.
_ Psw -Pi _	1403Па-982Па
8,~	Z-,	~ 1050000м2 • час • Па/кг
g. = 4,0 • 10-4кг/м2 • час
g. = 0,40г/м2 • час
_ Psw ~ Ре _ ИОЗПа - 982Па
8' ~ Ze “ 23550000м2  час  Па/кг
ge = 1,79 • 10"5кг/м2 • час
ge = 0,0179г/м2  час
Рис. 2.76. Диаграмма Глазера: Период высыхания
2. Влажность — защита от влажности
= 2160час • (0,40г/м1 2 • час — 0,0179г/м2 • час)
wiwv = 864,0г/м2 + 38,66г/м2
wwv = 902,66г/м2
mwv = 0,90kt/m2
mw,T
О,33кг/м2 < 0,90кг/м2
Пример 10. Стена из пористого легкого многощелевого кирпича
HLzW6-0,7-8DF (240); </=24см с нормальным раствором.
Рис. 2.77. Состав стены
1. Распределение температур.
„	1 0,015 0,24 0,02	1
RT — —I-------1------1-----1---
6	0,70	0,30 0,87 23
= 0,167 + 0,021 + 0,8 + 0,023 + 0,043
4,7°С 0,6°С 22,8°С 0,7°С 1,2°С
RT = 1,054м 2 К/Вт => U = 0,95Вт/м2К
2. Диаграмма Глазера.
Период конденсации.
Внутренняя штукатурка:
Кирпичная стена:
= J;M :0,5м
5= 10 -0,015м = 0,15м
а	’
S = 5-0,24м = 1,20м
а	’	’
~ 10мм
~ 3,0мм
~ 24,0мм
2.19. Исследование влажностного состояния
Наружная штукатурка:
5. = 35 -0,02м = 0,7м
а	7	’
£2,05м ~ £41,0мм
~ 14,0мм
Z = 1,5 - 106(Ю • 0,015м + 5 - 0,24м)
Zj = 2025000м2 • час • Па/кг
Ze = 1,5 • 106 • 35 • 0,02м)
Ze = 1050000м2 • час • Па/кг
Рис. 2.78. Диаграмма Глазера: Период конденсации
1170Па-306Па
2025000м2 • час • Па/кг
= 4,27 • 10 4кг/м2час
g. = 0,427г/м2 • час
Se
306Па-208 Па
1050000м2- час- Па/кг
= 9,33 • 10 5 кг/м2час
ge = 0,093Зг/м2 • час
wWT = 1440час • (0,427г/м2 • час — 0,0933г/м2 • час)
wWT = 480,5г/м2
wwt = 0,48кг/м2
2. Влажность — защита от влажности
Рис. 2.79. Диаграмма Глазера: Период высыхания
1403Па-982Па
2025000м2 • час • Па/кг
= 2,08-10-4 кг/м2К
g. — 0,208г/м2  час

1403Па-982Па
1050000м2 • час  Па/кг
= 4,01-10’4кг/м2К
ge = 0,401г/м2 • час
rawv = 2160час • (0,208г/м2 • час + 0,401г/м2 • час)
wwv= 1315,4г/м2
wwv — 1,32кг/м2
Оценка: Тогда, как в зимние месяцы может быть выпадение кон-
денсата между кладкой и наружной штукатуркой, в летние месяцы
она может полностью испарится, так как wVT < wvw. Повреждений от
влажности не будет.*
Пример 11. Стена из пористого, легкого многощелевого кирпича
HLzW6-0,7-8DF (240) на легком растворе LM 36.
1. Распределение температур.
R
0,015 0,24 0,02 1
-------1------1------1---
0,70 0,18 0,87 23
* При изучении приведенных в книге примеров следует иметь в виду, что
все они рассчитаны с учетом мягкого климата Германии. Поэтому в клима-
тических условиях России в каждом случае следует проводить отдельный расчет
конденсации и испарения с учетом местных граничных условий.
=0,167 + 0,021 +1,333 + 0,023 + 0,043
3,2°С 0,4°С 25,2°С 0,4°С 0,8°С
/?т = 1,587м2К/Вт => U = 0,63Вт/м2К
2. Диаграмма Глазера.
Период конденсации.
Рис. 2.81. Диаграмма Глазера: Период конденсации
Внутренняя штукатурка:
Кирпичная стена:
Наружная штукатурка:
5, = и  d\ М : 0,5м ~ 10мм
d '	’
5 = 10 • 0,015м = 0,15м ~ 3,0мм
Sd = 5 • 0,24м = 1,20м ~ 24,0мм
5 = 35 • 0,02м = 0,7м ~ 14,0мм
22,05м ~ 241,0мм
— защита от влажности
Z. = 1,5 - Ю6( 10 • 0,015м + 5 • 0,24м) = 2025000м2 • час • Па/кг
Ze = 1,5 • 106 • 35 • 0,02м = 1050000м2 • час • Па/кг
1170Па-288Па
2025000м2 • час • Па/кг
- 4,36-10-4кг/м2К
g. = 0,436г/м2 • час
288Па-208Па	z 2тг
р =---------3---------= 7,62 -10 5кг/м2К
1050000м  час • Па/кг
ge = 0,07б2г/м2 • час
7?2WT = 1440час • (0,436г/м2 • час — 0,07б2г/м2 - час)
wjwt = 518,1г/м2
= 0,52кг/м2
Период высыхания.
Рис. 2.82. Диаграмма Глазера: Период высыхания
1403Па-982Па
81 ~ 2025000м2 • час • Па/кг ’
g. = 0,208г/м2 • час
1403Па —982Па
8с ~ 1050000м2 • час  Па/кг "
ge = 0,401г/м2 • час
wjwv = 2160час • (0,208г/м2
mwv = 1315,4г/м2
wwv = 1,32кг/м2
2,08  10“4кг/м2К
,01  10~4кг/м2К
час + 0,401 г/м2 - час)
Оценка: Хотя во время периода конденсации будет иметь место выпаде-
ние конденсата между кладкой и наружной штукатуркой, но строительных
повреждений из-за влажности можно не ожидать, так как в течение летних
месяцев может испариться примерно в 2,5 раза больше влаги, чем накапли-
вается за зиму.*
Пример 12. Стена из пористого, легкого многощелевого кирпича HLzW6-0,7-
10DF (300) на легком растворе LM 36.
Рис. 2.83. Состав стены
1. Распределение температур.
ят = - +
6
0,015 0,30 0,02	1
0,70	0,18	0,87 23
= 0,167 + 0,021+1,667 + 0,023+ 0,043
2,6°С 0,3°С 26°С 0,4°С 0,7°С
Ят = 1,921м2К/Вт=>1/ =0,52Вт/м2К
2. Диаграмма Глазера.
Период конденсации.
5d = д • d; М : 0,5м ~ 10мм
Внутренняя штукатурка:	5d = 10 • 0,015м = 0,15м - 3,0мм
Кирпичная стена:	5d = 5 • 0,30м = 1,50м ~ 24,0мм
* При изучении приведенных в книге примеров следует иметь в виду, что
Все они рассчитаны с учетом мягкого климата Германии. Поэтому в клима-
тических условиях России в каждом случае следует проводить отдельный расчет
Конденсации и испарения с учетом местных граничных условий.
защита от влажности
Наружная штукатурка:
5 = 35 - 0,02м = 0,7м ~ 14,0мм
а	*	7	3
£2,35м ~ £47,0мм
Рис. 2.84. Диаграмма Тлазера: Период конденсации
Z. = 1,5 • 106(Ю • 0,015м + 5 - 0,30м)
Z. = 2475000м2  час • Па/кг
Ze = 1,5 • 106 • 35 • 0,02м
Ze = 1050000м2 • час - Па/кг
1170Па-286Па
2475000м2 - час • Па/кг
— 0,357г/м2 - час
286Па —208Па
1050000м2 • час • Па/кг
= 3,57-10’4кг/м2К
= 7,43-10-5 кг/м2К
ge = 0,0743г/м2 - час
?wWT = 1440час - (0,357г/м2 • час — 0,0743г/м2 • час)
wWT = 407г/м2
wWT = 0,41 кг/м2
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
Период высыхания.
Рис. 2.85. Диаграмма Глазера: Период высыхания.
1403 Па-982 Па
2475000 м2- час- Па/кг
= 1,70 -10’4 кг/м2К
g. = 0,17г/м2 • час
Se =
1403Па-982Па
1050000м2 - час • Па/кг
= 4,01-10“4кг/м2К
ge = 0,401г/м2  час
2160час • (0,17г/м2 • час — 0,401г/м2 • час)
1^у = 1233,4г/м2
wwv= 1,23 кг/м2
Оценка: сравнение примеров 11 и 12 показывает, что в случае кладки
толщиной 30 см выпадает меньше влаги и также немного меньше испаря-
ется. Однако количество испаряемой влаги в 3 раза больше, чем ее может
накопиться в зимний период. Повреждений от влажности не ожидается.*
Пример 13. Стена из пористого, легкого многощелевого кирпича HLzW6-0,7-
12DF (365) на легком растворе LM 36.
1. Распределение температур.
п 1 0,015 0,365 0,02	1
RT =- +-------+-------+-----+ —
6 0,70	0,18	0,87 23
* Очевидно, что в климатических условиях России даже небольшое накопле-
ние влаги к концу зимы может привести к отслоению наружной штукатурки
(замерзание воды в порах), поэтому наружная штукатурка и фасадная краска
Должны быть паропроницаемы.
2. Влажность — защита от влажности
= 0,167 + 0,021+2,028 + 0,023 + 0,043
2,2°С 0,3°С 26,6°С 0,3°С 0,6°С
/?т = 2,282м2 К/Вт =>17 = 0,44Вт/м2К
Рис. 2.86. Состав стены
2. Диаграмма Глазера.
Период конденсации.
Рис. 2.87. Диаграмма Глазера: Период конденсации
Внутренняя штукатурка:
Кирпичная стена:
Наружная штукатурка:
5d = д • d; М: 0,50м
5d= 10-0,015м = 0,15м
5d = 5 • 0,365м = 1,825м
5d = 35-0,02м = 0,7м
£2,675м ~ £53,5мм
~ 10мм
~ 3,0мм
~ 36,5мм
~ 14,0мм
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
Z = 1,5 • 106(Ю • 0,015м + 5 • 0,365м) = 2962500м2 • час - Па/кг
Ze = 1,5 • 106 • 35 - 0,02м = 1050000м2 • час • Па/кг
1170Па-281Па о о ^_4 /2
g- =--------------------= 3,0 • 10 кг/м2час
2962500м2 • час  Па/кг
g. = 0,300г/м2 • час
28Ша- 208Па	1л-5 / 2
ge = ——~---------------= 6,95 • 10 кг/м час
е 1050000м2 • час - Па/кг
ge = 0,0695г/м2 • час
wwt = 1440час • (0,300г/м2  час — 0,0695г/м2 • час)
wWT = 331,9г/м2
wwt ~ О,33кг/м2
Период высыхания.
Рис. 2.88. Диаграмма Глазера: Период высыхания
1403Па-982Па
2962500м2 - час • Па/кг
= 1,42-10 4кг/м2час
g.x = 0,142г/м2 • час
1403Па-982Па
8с ~ 1050000м2 • час  Па/кг
= 4,01  10 4кг/м2час
ge = 0,401г/м2 • час
wwv = 2160час • (0,142г/м2 • час + 0,401г/м2 • час)
wwv = 1172,88г/м2
wwv = 1,17кг/м2
защита от влажности
Оценка: Также и при толщине кладки 36,5 см выпадения конденсата избе-
жать не удается. Однако соотношение выпадающей конденсационной влаги и
возможного испарения конденсационной влаги летом выросло до 1:3,5. Стро-
ительных повреждений можно не ожидать.
Пример 14. стена из газобетонных блоков, склеиваемых тонкими
швами PPW2-05 (365).
Рис. 2.89. Состав стены
1. Распределение температур.
J_ 0,015 0,365	0,02	1
6	0,70	0,17	0,87	23
= 0,167 + 0,021+2,147 + 0,023+0,043
2,1°С 0,3°С 26,8°С 0,3°С 0,5°С
7?т = 2,402м2К/Вт => и = 0,42Вт/м2К
2. Диаграмма Глазера.
Период конденсации.
5d = jlz • d; М : 0,50м	~ 10мм
Внутренняя штукатурка:	5d	=	10	• 0,015м = 0,15м	~ 3,0мм
Кирпичная стена:	5d	=	5 • 0,365м = 1,825м	~	36,5мм
Наружная штукатурка:	5d	=	35	• 0,02м = 0,70м	~	14,0мм
L2,675m ~ L53,5mm
2.19. Исследование влажностного состояния
Рис. 2.90. Диаграмма Глазера: Период конденсации
Z. = 1,5 • 106(Ю • 0,015м + 10 • 0,365м) = 2962500м2 • час • Па/кг
Ze = 1,5 • 106 • 35 + 50 - 0,02м = 1050000м2 • час • Па/кг
& =
1170Па-279Па
2962500м2 • час - Па/кг
= 3,0 -10 4кг/м2час
g. = 0,300г/м2 • час
279Па-208Па
р —-------------------
1050000м2  час • Па/кг
= 6,76 -10 5кг/м2час
ge = 0,0676г/м2 • час
wiWT = 1440час • (0,300г/м2 • час — 0,0676г/м2 • час)
wWT = 334,66г/м2
= О,33кг/м2
Период высыхания.
1403Па-982Па
2962500м2 • час - Па/кг
= 1,42  10 4кг/м2час
g. = 0,142г/м2 • час
1403Па-982Па
а —-------------------
1050000м2-час-Па/кг
= 4,01-10 4кг/м2час
ge = 0,401г/м2 • час
2. Влажность — защита от влажности
Рис. 2.91. Диаграмма Глазера: Период высыхания
/wWT = 2160час • (0,142г/м2 • час + 0,401г/м2 • час)
wWT = 1172,88г/м2
wWT = 1,17кг/м2
Оценка: Сравнение примеров 13 и 14 показывает, что обе стены
как с точки зрения теплоэнергетической, так и с точки зрения защи-
ты от влажности могут оцениваться одинаково. Однако склейка газо-
бетонных блоков дает небольшое преимущество с точки зрения теп-
лозащиты.
Пример 15. Стена из пустотелых легкобетонных блоков
DIN 18151 ЗК НЫ 2-07-24DF-365.
Рис. 2.92. Состав стены
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
1. Распределение температур.
„	1 0,015 0,365 0,02	1
— —I-------1--------1---1---
6 0,70	0,35 0,87 23
= 0,167 + 0,021+1,043 + 0,023 + 0,043
3,9°С 0,5°С 24,1°С 0,5°С 1,0°С
7?т = 1,297м2К/Вт => U = 0,77Вт/м2К
2. Диаграмма Глазера.
Период конденсации.
Внутренняя штукатурка:
Стена из пустотелых блоков:
Наружная штукатурка:
5d = д  d\ М: 0,50м	~ 10мм
5= 10-0,015м = 0,15м	~ 3,0мм
5=5- 0,365м = 1,825м	~ 36,5мм
5. = 35 • 0,02м = 0,70м	~ 14,0мм
а	7	7	7
£2,675м ~ Х53,5мм
ка
Внутренняя штукатур-
।—Наружная штукатурка
'	с н а р у -
i ж и
Ра
внутри
Рис. 2.93. Диаграмма Глазера: Период конденсации
Z = 1,5 • 10410 - 0,015м + 5 • 0,365м) = 2962500м2 • час • Па/кг
Ze = 1,5 • 106 • 35 • 0,02м = 1050000м2 • час • Па/кг
S. =
1170Па-296Па
2962500м2 • час • Па/кг
= 2,95 • 10 4кг/м2час
g; = 0,295г/м2 • час
296Па-208Па	Л_5 . 2
gA =-------------------= 8,38 • 10 кг/м час
1050000м2 час Па/кг
Z Влажность — защита от влажности
ge = 0,0838г/м2 • час
wWT = 1440час - (0,295г/м2 • час — 0,0838г/м2 • час)
mWT = 304,13г/м2
mWT = 0,30кг/м2
Период высыхания.
Рис. 2.94. Диаграмма Глазера: Период высыхания
1403Па-982Па
2962500м2 • час • Па/кг
= 1,42  10 4кг/м2час
g. = 0,142г/м2 • час
1403Па-982Па
g =-------------------
1050000м2-час-Па/кг
= 4,01-10 4кг/м2час
ge = 0,401г/м2 • час
zwwv = 2160час • (0,142г/м2 • час 4- 0,401г/м2 - час)
zwwv = 1172,88г/м2
wwv = 1,17кг/м2
Оценка: Хотя стена не удовлетворяет требованиям EnEV при сана-
ции зданий, с точки зрения влагозащиты она беспроблемна, так как
возможная масса испаряемой влаги в 3,8 раз больше, чем масса выпа-
дающего конденсата в зимний период.
2.19. Исследование влажностного состояния
Пример 16. Стена из силикатных пустотелых блоков
DIN 106 KSL6-1,2-12DF (365).
Рис. 2.95. Состав стены
1. Распределение температур.
п	1	0,015	0,365	0,02	1
т	6	0,70	0,56	0,87	23
= 0,167 + 0,021+0,652+ 0,023+ 0,043
5,5°С 0,7°С 21,6°С 0,8°С 1,4°С
RT = 0,906м2 К/Вт =>t/ = 1,10Вт/м2К
2. Диаграмма Глазера.
Период конденсации.
	5d = д • J; М: 0,50м	~ 10мм
Внутренняя штукатурка: Стена из силикатных	5 =10-0,015м = 0,15м	~ 3,0мм
пустотелых блоков:	5 = 5-0,365м = 1,825м d	7	7	~ 36,5мм
Наружная штукатурка:	5 =35-0,02м = 0,70м Z2,675m ~ Z53,5mm	~ 14,0мм
Z. = 1,5 • 106(10 • 0,015м + 5  0,365м)
Z. = 2962500м2 • час • Па/кг
Ze = 1,5 • 106 • 35 • 0,02м
Ze = 1050000м2 • час • Па/кг
2, Влажность — защита от влажности
2000
Кладка
Внутренняя штукатур
Ра
Наружная штукатурка
снаружи
внутри
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
Рис. 2.96. Диаграмма Глазера: Период конденсации
1170 Па-315 Па
2962500 м2- час- Па/кг
= 2,886 • 10 4 кг/м2час
g. — 0,289г/м2 • час
8С =
315Па-208Па
1050000м2 • час  Па/кг
= 1,019-10 4кг/м2час
ge = 0,102г/м2 • час
/nWT = 1440час • (0,289г/м2 • час — 0,102г/м2 • час)
/nWT = 269,3г/м2
/nWT = 0,27кг/м2
Рис. 2.97. Диаграмма Глазера: Период высыхания
= 1,42 • 10 4кг/м2час
1403Па-982Па
2962500м2 - час - Па/кг
g. = 0,14г/м2 • час
1403Па-982Па
О —-------------------
е 1050000м2 • час • Па/кг
= 4,01 • 10 4кг/м2час
ge = 0,401г/м2 • час
/nwv = 2160час • (0,14г/м2 • час + 0,401г/м2 • час)
/nwv = 1168,6г/м2
/nwv = 1,17кг/м2
Оценка: от плоскости конденсации к наружной поверхности сте-
ны имеет место мощный поток влаги, обусловленный сильным пото-
ком тепла. Поэтому накопление влаги в период конденсации относи-
тельно невелико. Ему противопоставляется почти в 4 раза большая
возможная масса испарения. Поэтому проблемы с влажностью воз-
никать не должны.
со штука-
турным
слоем
с воздуш-
ной про-
слойкой
с воздушной
прослойкой и
утеплителем
с утепли-
телем
между
плотными
слоями
2. Влажность — защита от влажности
Задачи:
1.	Статически достаточная прочность и устойчивость.
2.	Достаточная герметичность против дождевой воды.
3.	Ветрозащита.
4.	Летняя и зимняя теплозащита.
5.	Шумозащита.
Примечание: В конструкциях с одним основным плотным слоем один слой
выполняет все задачи.
Следует иметь в виду: Каждая конструкция с одним основным плот-
ным слоем требует компромиссов относительно тех требований, ко-
торые мы к ней предъявляем.
Задачи отдельных слоев в конструкциях с двумя плотными слоями:
(1)	Наружный (облицовочный) слой.
•	Защита от дождя, снега и ветра.
•	Защита от механических повреждений.
•	Шумозащита, так как этот слой более гибкий, чем второй ос-
новной плотный слой (несущая стена), и имеет другую частоту
собственных колебаний.
©Воздушная прослойка.
•	Вентиляция: отведение влаги внутреннего воздуха во внешнюю
среду.
•	Предотвращение намокания утеплителя за счет отвода пара из
него через неплотности облицовочного слоя.
•	Звукоизоляция за счет упругости слоя воздуха (эффект пружи-
ны).
(3)	Теплоизоляция.
•	Уменьшение теплового потока изнутри наружу зимой и снару-
жи вовнутрь — летом.
•	Предотвращает быстрое охлаждение слоя, накапливающего тепло
(несущая стена) и уменьшает температурные напряжения.
•	Повышение температуры внутренней поверхности стены.
©Несущая стена.
•	Статически достаточная прочность и устойчивость.
•	Функция накопления тепла => способствует приемлемому кли-
мату в помещении летом и зимой.
•	Звукоизоляция.
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
(§) Внутренняя штукатурка.
•	Выравнивание неровностей кладки.
•	Эстетическая функция => различные типы штукатурок.
•	Основание под обои.
•	Выравнивание влажности.
(6) Наружная штукатурка.
•	Защита от погодных воздействий.
•	Эстетическая функция.
•	Защита от ветра.
Примечание: Каждый слой служит для выполнения своих функций.
Пример 17. Стена с двумя плотными слоями без воздушной прослойки (утеп-
литель внутри).
Рис. 2.98. Состав стены
1. Распределение температур.
„	1	0,015	0,24	0,08	0,115	1
RT = - + —-----+ —— +-------+------+ —
6	0,70	0,79	0,06	0,56	23
= 0,167 + 0,021+0,304 + 1,333 + 0,205 + 0,043
2,4°С 0,3°С 4,4°С 19,3°С 3,0°С 0,6°С
Ят = 2,074м2К/Вт => I/ = 0,48Вт/м2К
2. Диаграмма Глазера.
Период конденсации.
5d = jU • J; М : 0,50м ~ 10мм
Внутренняя штукатурка:	5d = 10 • 0,015м = 0,15м ~ 3,0мм
2. Влажность — защита от влажности
Стена из силикатных блоков:
Засыпка перлитом:
Кирпичная облицовка:
5d = 15 • 0,24м = 3,6м
5 =2-0,08м = 0,16м
5 =5-0,115м = 0,58м
а	3	’
~ 72,0мм
~ 3,2мм
~ 11,5мм
Х4,49м ~ Е89,7мм
Внутренняя
Рис. 2.99. Диаграмма [лазера: Период конденсации
Проверка того, что кривая фактического давления водяного пара не каса-
ется кривой насыщения:
4,49м : 962Па = 0,58м : х
х = 124,ЗПа
у = 208Па + 124,ЗПа
у = 332,ЗПа < psw = 365Па
Выпадение конденсата не будет.
Пример 18. Стена с двумя плотными слоями: из силикатных блоков с
утеплителем, облицовкой и воздушной прослойкой DIN 106 KSL8-1,4-
10DF-240.
Г ипсово-известковая KSL 6-1,4-10 DF-240
Рис. 2.100. Состав стены
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
X. Распределения температур.
1 0,015 0,24 0,08	1
=—I--------1-----1-----1--
т 6	0,70	0,70 0,04 12
= 0,167 +0,021 + 0,343 + 2,0 + 0,083
1,9°С 0,2°С 3,9°С 23,0°С 1,0°С
Ят = 2,614 м2К/Вт => U = 0,38Вт/м2К
Примечание: Фасадная облицовка толщиной менее 90 мм согласно
DIN 1053 считается «одеждой» и не должна сама, так же как и лежа-
щий за ней слой воздуха, вводиться в расчет теплоизоляции конст-
рукции вследствие сильной конвекции в воздушной прослойке.
2. Диаграмма Глазера.
Период конденсации.
Внутренняя штукатурка:
Стена из силикатных блоков:
Утеплитель:
У = д • d; М: 0,50м	~ 10мм
d Г 3	3
5, = 10- 0,015м = 0,15м ~ 3,0мм
5=5- 0,24м = 1,20м	~ 24,0мм
5d = 1 • 0,08м = 0,08м	~ 1,6мм
£1,43м ~ £28,6мм
Рис. 2.101. Диаграмма Тлазера: Период конденсации
Выпадения конденсата не будет.
2. Влажность — защита от влажности
Пример 19. Стена с двумя плотными слоями из силикатных блоков KSL8-1,4-
10DF-240 с воздушной прослойкой и облицовкой кирпичом.
Воздушная прослойка--------------
Минеральный войлок WLGr 040 ---
KSL 8-1,4-10 DF-240	KSVm
Гипсово-известковая штукатурка |	12-1,2-2 DF
Рис. 2.102. Состав стены
1. Распределение температур.
= 1/6 + 0,015/0,70 + 0,24/0,70 + 0,08/0,04 + 0,17 + 0,115/0,56 + 1/23
= 0,167 + 0,021 + 0,343 + 2,0 + 0,17 + 0,205 + 0,043
1,7°С 0,2	3,5 20,4 1,7	2,1	0,4
Примечание: по DIN 4108 в случае стен с двумя плотными слоями
можно вводить в расчет слой воздуха и облицовочный слой, если его
толщина составляет не менее 90 мм.
= 2,949м2 • К/Вт => U= 0,34Вт/м2 • К
2. Диаграмма Етазера.
Период конденсации.
Внутренняя штукатурка:
Стена из силикатных
пустотелых блоков:
Утеплитель:
Воздушная прослойка:
Облицовка кирпичом:
5d = д • J; М: 0,50м
5d = 10- 0,015м = 0,15м
5^ = 5 • 0,24м = 1,20м
5d = 1-0,08м = 0,08м
5d = 1 • 0,04м = 0,04м
5^= 10-0,115м = 1,15м
£2,62м ~ 252,4мм
~ 10мм
~ 3,0мм
~ 24,0мм
~ 1,6мм
~ 0,8мм
~ 23,0мм
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
Внутренняя
Наружный
Рис. 2.103. Диаграмма Глазера: Период конденсации
Z. = 1,5 • 106(Ю • 0,015 + 5 • 0,24 + 1 • 0,08 + 1 • 0,04)
Z. = 2205000м2 • час • Па/кг
Ze = 1,5 -106-10 -0,015
Ze = 1725000м2 • час • Па/кг
g. = 0,384г/м2 • час
ge = 0,067г/м2 - час
= 1440час (0,384г/м2 • час — 0,0б7г/м2 • час)
= 456,5г/м2
= 0,46кг/м2
Период высыхания.
800
Рис. 2.104. Диаграмма Глазера: Период высыхания
^ = 0,191г/м2-час
ge = 0,244г/м2 • час
защита от влажности
= 21б0час (0,191г/м1 2 • час + 0,244г/м2 • час)
= 939,6г/м2
mw = 0,94кг/м2
Оценка: По расчету имеет место выпадение конденсата, который, одна-
ко, не приведет к насыщению конденсационной влагой конструкции, т.к.
> т^. Конденсат образуется не внутри несущей конструкции, а, как
показано на диаграмме Глазера, на холодной внутренней поверхности обли-
цовки. Насыщение водой невозможно, так как конденсационная вода будет
стекать по внутренней плоскости облицовки вниз и может выходить через
приточные вентиляционные щели. Диффундирующая наружу влага в виде
пара может выходить в верхней части облицовки через вытяжные щели.
Пример 20. Наружная стена легкой конструкции.
Рис. 2.105. Состав стены.
1. Распределение температур.
Заполнение:
7^ = 1/6 + 0,019/0,13 + 0,14/0,035 + 0,019/0,13 + 1/12 =
= 0,167 + 0,146 + 4,0 + 0,146 + 0,083
= 4,542м2 • К/Вт
Ux = 0,22Вт/м2 • К
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
Элементы фахверка:
п	1	0,019	0,14	0,019	1
12	6	0,13	0,13	0,13	12
= 0,167 + 0,146+1,077 + 0,146 + 0,083
= 1,619м2  К/Вт
U2 = 0,62Вт/м2 • К
Среднее значение из фахверка и заполнения:
Я^ = 4,0 • 90/100 + 1,077 • 10/100
= 3,708м2 • К/Вт
Общая средняя величина Ятср стены:
Я^ = 1/6 + 0,019/0,13 + 3,708 + 0,019/0,13 +1/12 =
= 0,167 + 0,146 + 3,708 + 0,146 + 0,083
1,2°С 1,0°С 26,2°С 1,0°С 0,6°С
ЯГш = 4,259м2 - К/Вт
IZm = 0,24Вт/м2 • К
2. Диаграмма Пгазера.
Период конденсации.
	5d = д • d; М: 0,50м	~ 10мм
ДСП внутри:	5=50 -0,019м = 0,95м	~ 19,0мм
Утеплитель:	5' = 1-0,14м = 0,14м	~ 2,8мм
ДСП снаружи:	S. = 100 • 0,019м = 1,9м d	3	3 12,99м ~ 159,8мм	~ 38мм
Z = 1,5 • 106(50 • 0,019 + 1 • 0,14)
Z. = 1635000м2 • час • Па/кг
Zc = 1,5 • 106 • 100 • 0,019
Ze = 2850000м2 • час • Па/кг
gj = (1170 — 298)/1635000 = 5,33 • 10-«кг/м2 • час
g: = 0,533г/м2 - час
Рис. 2.106. Диатрамма Глазера: Период конденсации
298-208 Q1.cin_5 /2
р =----------= 3,158 • 10 кг/м • час
е 2850000
ge = 0,0316г/м2 • час
mW[ = 1440час (0,533г/м2 • час — 0,0316г/м2 • час)
= 722,0г/м2
= 0,72кг/м2
Период высыхания.
1403 - 982
1635000
= 2,575-10 4кг/м2 час
gx = 0,257г/м2 • час
1403-982
2850000

= 1,477 • 10 4кг/м2 • час
ge = 0,1477г/м2 • час
= 2160час (0,257г/м2 • час + 0,1477г/м2 • час)
= 874,15г/м2
= 0,87кг/м2
Поверхностная плотность ДСП: tri = 0,019м • 700кг/м3 = 13,3кг/м2
В случае применения древесных материалов поверхностная плот-
ность не должна увеличиваться более чем на 3% за счет выпадения
конденсата.
Рис. 2.107. Диаграмма Глазера: Период высыхания
Это составляет: 13,3кг/м2 • 3/100 = 0,40кг/м2
mVT = 0,72кг/м2 > 0,40кг/м2 => конструкция в таком виде недопус-
има
3. Мероприятия: Установка ПЭ-пленки толщиной 0,1 мм между
внутренней ДСП и утеплителем.
Эквивалентные толщины воздушных слоев.
ДСП внутри:
ПЭ пленка:
Утеплитель:
ДСП снаружи:
5d = jU-d;M: 1,0м
5d = 50- 0,019м = 0,95м
5d = 100000  0,0001м = 10,0м
5d= 1 -0,14м = 0,14м
5d= 100 • 0,019м = 1,9м
£12,99м ~ £129,9мм
~ 10мм
~ 9,5мм
~ 100,0мм
~ 1,4мм
~ 19мм
Z. = 1,5  106(50 • 0,019 + 100000 • 0,0001 + 1 • 0,14)
Z. = 16635000м2 • час • Па/кг
Ze = 1,5  106 • 100 • 0,019
Ze = 2850000м2 • час • Па/кг
1170-298	/2
gt =---------= 5,24-10 5 кг/м час
16635000
g.t = 0,0524г/м2 • час
2. Влажность — защита от влажности
Ра
2200- 2172
2000 --
1800 -
1600 -
1400 -
Pi =
1200 - 1170
1000 -
800--
600--
400 -
200 -
|- ДСП	ДСП __
ПЭ-пленка Утеплитель
274
Ре~
208
Рис. 2.108. Диаграмма Глазера после установки пленки
298-208 _1_С1П_5 /2
=-----------= 3,158-10 кг/м • час
2850000
ge = 0,0316г/м2 • час
/wWT = 1440час • (0,524г/м2 • час + 0,0316г/м2 • час)
/wWT = 120,96г/м2
/wWT = 0,12кг/м2 < Жт = 0,40кг/м2 => конструкция беспроблемна
Пример 21. Наружная стена легкой конструкции. То же, что и в примере 20, но с
утеплителем — пенополистирольным пенопластом WLGr040.
1. Распределения температур.
В заполнении между стойками фахверка:
n	1	0,019	0,14	0,019	1
т-	6	0,13	0,035	0,13	12
= 0,167 + 0,146 + 4,0 + 0,146 + 0,083
«п = 4,542м2 • К/Вт
U} = 0,22Вт/м2 • К
2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
Рис. 2.109. Состав стены
У балок и стоек фахверка:
R^ = 1/6 + 0,019/0,13 + 0,14/0,13 + 0,019/0,13 + 1/12
= 0,167 + 0,146 + 1,077 + 0,146 + 0,083
71^= 1,619м2 К/Вт
U2 = 0,64Вт/м2 • К
Среднее значение из фахверка и заполнения:
7^ = 4,0 • 90/100 + 1,077 • 10/100
7^ = 3,708м2 • К/Вт
Общая средняя величина Ятср стены:
R^ = 1/6 + 0,019/0,13 + 3,708 + 0,019/0,13 +1/12 =
= 0,167 + 0,146 + 3,708 + 0,146 + 0,083
1,2°С 1,0°С 26,2°С 1,0°С 0,6°С
RIm = 4,259м2 • К/Вт
Um = 0,24Вт/м2 • К
— защита от влажности
2. Диаграмма Гиазера.
Период конденсации.
ДСП внутри:
Утеплитель:
ДСП снаружи:
5d = д-J; М : 0,50м
5d = 50 • 0,019м = 0,95м
5d = 30-0,14м = 4,20м
5 =100-0,019м = 1,9м
£7,05м ~ Х141мм
~ 10мм
~ 19,0мм
~ 84мм
~ 38мм
Рис. 2.110. Диаграмма Глазера: Период конденсации
Zi = 1,5  106(50 • 0,019 + 30  0,14)
Z. = 7725000м2 • час • Па/кг
Ze = 1,5 • 106 • 100 - 0,019
Ze = 2850000м2 • час • Па/кг
1170-298
7725000
= 1,129 -10 4 кг/м2 - час
g. = 0,1129г/м2 • час

2.19. Исследование влажностного состояния различных конструкций
„^298 - 208
6е 2850000
ge = 0,0316г/м2 • час
wWT = 1440час  (0,1129г/м2 • час — 0,0316г/м2  час)
wWT = 117,07г/м2
wWT = 0,12кг/м2
Период высыхания.
Рис. 2.111. Диаграмма Глазера: Период высыхания
= 1403 982 =	. час
7725000
gj = 0,0545г/м2 • час
1403-982 ,	, 2
ge =----------= 1,477-10 кг/м -час
2850000 i
ge = 0,1477г/м2 • час
wwv — 2160час  (0,0545г/м2 • час + 0,1477г/м2 • час)
v = 436,75г/м2
mwy = 0,44кг/м2
2. Влажность — защита от влажности
По DIN 4108 увеличение массы за счет влажности должно составлть д ля
древесных материалов не более 3%.
ДСП: т = 0,019м  700кг/м2 = 13,3кг/м2
Допустимое содержание влаги: и = 13,3кг/м2  3/100 = 0,40кг/м2
Факт. аиут = 0,12кг/м2 < доп. и = 0,40кг/м2 => конструкция допустима.
ww,t <
2.20. Мостики холода
Мостиками являются узкие связи между двумя большими участками
земли. Также и мостики холода представляют собой такую узкую связь
между большой теплой строительной конструкцией и холодным на-
ружным воздухом.
Мостиками холода называют такие малые части плоскости стены,
выходящие на наружный воздух, которые характеризуются несораз-
мерно высоким оттоком тепла.
Самым большим недостатком мостиков холода является не то, что
через эти относитеьлно малые плоскости отводится в холодный на-
ружный воздух много тепловой энергии, а то, что они на внутренней
поверхности имеют значительно меньшую температуру, чем окружа-
ющая поверхность стены, и тем самым приводят к образованию в
этих местах конденсационной влаги уже на внутренней поверхности
стены. Картину повреждений составляют плесень, грибки, споры.
Кроме того в этих местах имеет место большая опасность образова-
ния трещин из-за увеличения температурных напряжений (зимой хо-
лодные поверхности; летом теплые, почти горячие поверхности).
•	Оконные откосы
холодные плоскости
•	Перекрытия над проемами и про-
ездами
•	Кожухи для жалюзи
•	Балконы
•	Световые шахты
•	Железобетонные колонны в
железобетонных каркасах
•	Подошва наружной стены на
плите по грунту или на пере-
крытии подвала
холод-
ные
плос-
кости
боль-
ше,
чем
теплые
2.20. Мостики холода
Пример / Железобетонный каркас в стене или неутепленный оконный от-
кос.
Если хотят избежать образования конденсационной воды, то при относи-
тельной влажности воздуха в помещении <р = 60% температуру воздуха в по-
мещении следует понизить до 14°С. В этом случае помещение уже нельзя
считать жилым. При температуре воздуха в помещении +20°С и ср = 55%
точка росы на поверхности железобетонной колонны достигается уже при
10,7°С.
Uw = 3,5Вт/м2 - К—	Uw = 0,8Вт/м2  К
Ч/.о = 7вС-- L_ 0wo=17“C
Рис. 2.112. Железобетонный каркас в стене
Пример 2. Окно с алюминиевыми рамами.
Оценка: До санации перепад температур между рамой окна и поверх-
ностью стены составлял только 4,5°С, тогда, как после санации он
увеличился до 9,4°С, т.е. почти удвоился. Это привело к тому, что
слабое место — рама, относительно стены стало еще более слабым, и
тепловой поток и поток влаги еще больше отклонился к этому месту.
Тепловой поток тем больше, чем больше перепад температур между
воздухом в помещении и поверхностью конструкции.
—/Z/
UR = 2.8ВТ/М2 - К-	— и„ = 1,6Вт/м2 • К
eR0 = 9,5-c—	—eW0=i4*c
Рис. 2.113. Оконный откос (стена у окна) до санации
Рис. 2.114. Стена у окна после санации
защита от влажности
Пример 3. Свободно выступающий балкон.
Свободно выступающие наружу балконы образуют особенно сильно действу-
ющие мостики холода, так как охлаждение имеет место как с верхней, так и с
нижней поверхности балкона.
Для уменьшения эффекта мостика холода рекомендуется на внут-
ренней поверхности перекрытия установить полоску утеплителя ши-
риной не менее 1м. Лучшим решением проблемы является устрой-
ство внутреннего утепляющего короба с пропуском через него верхней рабочей
арматуры или теплоизоляция балконной плиты сверху, снизу и с трех боко-
вых сторон.
Рис. 2.115. Балкон без утепления
Рис. 2.116. Балкон с внутренним утеплителем
Рис. 2.117. Наружный угол
Геометрически обусловленные мостики холода
Холодные отдающие тепло наружные поверхности имеют большую
площадь, чем теплые — тепловоспринимающие. К тому же потоки
воздуха не доходят в угол и не уносят из него влагу.
То, что в углу влажность выпадает в виде конденсата можно пока-
зать с помощью соотношения:
При 0L= +20°С и	55% => 0= 10,7°С
Это означает, что уже при температуре 10,7°С (точка росы) влага
переходит из парообразного состояния в жидкое.
3.	Звук — защита от шума
3.1.	Значение защиты от шума
Увеличивающиеся шумовые воздействия снаружи, повышенные шумовые
воздействия изнутри дома заставляют строителей все больше внимания уде-
лять защите от шума.
Причинами растущего значения защиты от шума являются:
•	Большие транспортные потоки
•	Увеличивающееся авиационное сообщение
•	Небольшие участки под строительство
•	Более плотная застройка
•	Различное время работы членов семьи
•	Работа в разные смены и, соответственно, разное время сна и отдыха
•	Большая нагрузка на человека на рабочем месте от шума машин и меха-
низмов и, как следствие, большая потребность в покое
•	Более мощные стереоустановки
•	Различные привычки относительно громкости телевизоров и прослуши-
вания музыки
•	Большая мощность домашних электроприборов
Все эти шумовые воздействия делают людей более чувствительными.
Мероприятия по шумозащите в большинстве случаев не могут проводиться
после постройки дома без учета его конструкций. Часто они касаются ос-
новных вопросов проектирования и строительств зданий.
Уже перед проектированием и возведением строительного объекта сле-
дует учитывать следующие положения:
1-	Выбор участка. С выбором участка мы учитываем уже главный фактор
шумовой нагрузки снаружи (уличный шум, шум самолетов, промышлен-
ный шум).
2.	Ориентация дома на участке. Какие помещения располагать со стороны
улицы, а какие — со стороны, противоположной улице.
3.	Планировочное решение здания. Принцип: шумные комнаты рядом с
шумными комнатами, помещения, где требуется покой — рядом с тихи-
ми помещениями. Например: нельзя располагать лестничные клетки
рядом со спальнями, шахту лифта — рядом с больничной палатой или
номером в отеле.
4.	Выбор конструктивного решения. Массивные конструкции — железобе-
тонный каркас; каркасно-щитовые деревянные конструкции — прочие
легкие конструкции.
5.	Ввд стен и перекрытий.
Наружные стены: с одним плотным слоем, с двумя плотными слоями.
Перегородки: возведение, вид материала, толщина, плотность материа-
ла.
Перекрытия: массивные, ребристые из мелкоразмерных элементов, плит-
но-балочные перекрытия, ребристые плитные, по деревянным балкам, с
одним плотным слоем, с двумя плотными слоями.
6.	Устройство окон.
Переплеты: с простым фальцем, с двойным фальцем, с и без резиновых
уплотнительных прокладок.
Шумозащитное остекление или только стеклопакеты.
7.	Устройство дверей.
Обычные двери или особенные двери.
Двери из ДСП трубчатой структуры.
Двери, заполненные песком или пустые, специальные шумозащитные
двери с механизмом уплотнения в нижней части при запирании двери.
8.	Устройство водоснабжения и водоотведения.
Величина поперечного сечения водопроводных труб:
Чем больше сечение => тем меньше шум потока воды.
Чем меньше сечение => тем больше шум потока воды.
Упругие прокладки вокруг труб при проходе через конструкции.
Материал канализационных труб:
Пластмассовые трубы => шум потока более слышен.
Чугунные трубы => шум потока почти не слышен.
9.	Выбор и расположение инженерного оборудования.
Лифты, мусопроводы, стиральные машины, сушилки для белья, тепло-
вые насосы.
Частично используются упругие основания под эти устройства.
10.	Вид использования. Например, содержание животных; промышленное;
частное.
3.2.	Звук
Определение: Звуком называют механические колебания упругого тела в
частотном диапазоне слышимости человека.
3.2.
Строительная акустика
100 Гц
5 октав
около 3200 Гц
-&
ПО 220
rj___________________ —~
а'=	а"=	а'"=	а""=
440	880	1760	3520	Гц
_11_____II_____II____I
каждый раз 1 октава
Рис. 3.1. Частоты в октавных интервалах
Расстояние одного тона до следующего такого же, но более высокого или
Частота(Гц)
Строительная акустика
Акустика помещений
Рис. 3.2. Поле разговорной речи — поле музыкальное — поле слышимости
Взрослый человек с еще не поврежденным слухом воспринимает часто-
ты от ок. 16 до ок. 16000 Герц (Гц). Более молодой человек с нормальным
слухом может различать звуки частотой до 20000 Гц, маленькие дети — до
24000 Гц, тогда как пожилые люди имеют намного меньший диапазон слы-
шимости.
3.2.1.	Частота
Если ударить по струне гитары или провести смычком по струне скрипки и
заставить их колебаться, то струна в зависимости от ее длины и толщины
будет производить совершенно определенное число колебаний в единицу
времени. В духовом музыкальном инструменте за счет колебаний губ и от-
крывания и закрывания клапанов производятся колебания столбов воздуха
разной длины. Количество этих колебаний в единицу времени называют
частотой.
тт _ Число колебаний
Частота f =--------------
Секунда
3.2.2.	Амплитуда
Тогда, как количество колебаний в секунду определяет высоту тона, раз-
мах, или амплитуда колебаний определяет громкость звука. Чем сильнее
отклонить струну или ударить по ней, тем сильнее она колеблется и тем силь-
нее звук.
Если снабдить камертон на одной из его вилок пишущим устройством и
задать ему колебательное движение, одновременно протягивая с постоян-
ной скоростью под пером полоску бумаги, то пишущее устройство нарисует
равномерную кривую, соответствующую синусоиде. Уменьшающаяся амп-
литуда, связанная с уменьшающейся слышимостью тона, будет также за-
метна.
Рис. 3.3. Камертон
Рис. 3.4. Синусоида
3.3. Основные понятия
3.2.3.	Терминология звука
Тон: Звуковые колебания синусоидальной формы.
Звучание: Наложение многих тонов.
Шум: Нерегулярные колебания без закономерной зависимо-	
сти.	\Г \/t
Громкий резкий короткий звук: Кратковременный, очень силь-	А Л
ный быстро кончающийся звуковой сигнал.	[	—г
Колебание
Частота
Амплитуда
Форма колебаний
восприятие звука
определяет высоту тона
определяет громкость
определяет окраску звучания
Звучание: Физический чистый тон со своим синусоидным колебанием —
безжизненный и бесцветный. От чистого тона со своим гармоническим си-
нусоидным колебанием следует отличать звучание. Звучание характеризует-
ся тем, что график колебаний не чисто синусоидный, а над чистым основ-
ным тоном с низшей частотой еще имеются наложенные на него обертоны,
которые в основном являются в большей степени октавными, но также и в
меньшей степени в обертонах присутствуют квинты и кварты. При этом го-
ворят об окраске звучания. Этими обертонами в каждом музыкальном инст-
рументе создается своя специфическая окраска звучания. Чистыми тонами
мы не в состоянии идентифицировать источник, однако звучанием, а имен-
но окраской звучания мы можем это сделать.
Громкий тон
Тихии тон
1s
Рис. 3.5. Тихий — громкий тон
Одинаковые тона - различная громкость звука.
Так как оба тона имеют одни и те же нулевые точки и таким образом
одинаковое число колебаний в секунду, их высота одинакова. Из-за разной
величины амплитуды они различны по громкости.
Низкий тон
Высокий тон
Рис. 3.6. Низкий — высокий тон
Одинаковая громкость — различные тона.
Одинаковая амплитуда обеих тонов говорит, что они имеют одинаковую
громкость. Высокий тон имеет здесь в 1 секунду удвоенное количество ко-
лебаний, что означает, что он не только выше, но что он точно на 1 октаву
выше, чем более низкий тон.
3.3.	Основные понятия
Звуковое давление р. Явление звука придает воздуху колебания (скорее на-
оборот — прим. ред.). Это происходит потому, что импульс передается на
молекулы воздуха, а от них — на следующие молекулы воздуха. Таким обра-
зом возникают попеременно зоны разрежения и уплотнения воздуха. При
этом возникает звуковое давление, которое в нашем ухе вызывает ощуще-
ние звука.
Под звуковым давлением понимают изменение атмосферного давления
внутри определенного периода времени. Началом отсчета является давле-
ние р0= 2 • 10-5Н/м2 или 20дПа (Ша= 1Н/м2). Это самое меньшее давление
звука, которое может воспринять еще человек с неповрежденным слухом
(порог слышимости).
уплотнение разряжение
период времени
Рис. 3.7. Молекулы воздуха
Звуковая мощность Р (англ. Power). Звуковой мощностью называют всю зву-
ковую энергию, излучаемую источником звука по всем направлениям в по-
мещении.
„	Звуковая энергия
Звуковая мощность =---------------
Время
Р — — Единица: Ват (Вт)
Источник звука	Мощность (Вт)
Разговор (человеческая речь)	IO5
Наивысшая мощность человеческого голоса	2 • IO 3
Фортепиано	2  IO 3
Труба	3 • 101
Автосигнал	5
Громкоговоритель	102
Сирена тревоги	ЗЮ3
Реактивный двигатель	104
Двигатель ракеты	I06
Звуковая энергия Е. Звуковая энергия зависит как от мощности звука, так и
от времени его действия.
Е= Р t Единица: Ватт секунда (Вт • с)
Дано:	Труба Р = 3 • 10-1Вт
Время игры t = 60с
Определить:	Величину звуковой энергии Е.
Решение:	Е= 3 • 10-1Вт • 60с — 180 • 10 4Вт • с = 18Вт • с
Интенсивность звука L Под интенсивностью звука понимают звуковую мощ-
ность (Вт) на единицу площади (м2).
тх	Звуковая мощность
Интенсивность звука =—----------------
Площадь
Г_Р
* Единица: Ватт на м2 (Вт/м2)
/1
Дано:	Громкоговоритель Р = 60Вт
Облучаемая звуком площадь А = 80м2
Определить:	Интенсивность звука I
Решение:	I = 60Вт/80м2 = 75 • 10-2Вт/м2 = 0,75Вт/м2
Порог слышимости имеет место при интенсивности звука
Zo= 1012Вт/м2
Уровень звукового давления L (англ. Level). Если две интенсивности звука
соотнести в логарифмической зависимости, то такое отношение интенсив-
ности двух звуков названо в честь американского физика А.Б. Белла «Бел».
Он усовершенствовал изобретенный Дж. Ф. Рейсом телефон и распростра-
нил его в Америке.
Уровень звукового давления = ДО - 1g —
Дано:	Zj= 10-11Вт/м2
/0= 10~12Вт/м2
Определить:	Уровень звукового давления L
Решение:	£ = 10  1g ,"Вт = 10 1g 10 = ЮдБ = 1 Бел
10 Вт
Установление единицы Децибел, а также расчеты могут также произво-
диться с помощью логарифмических отношений звуковой энергии, звуко-
вой интенсивности или звукового давления.
Чтобы по возможности избежать величины с запятой, уровни звукового
давления даются в Децибелах.
Складывать и вычитать следует в логарифмических соотношениях, так
как наше ухо слышит «в логарифмическом масштабе».
Источник звука, который находится на пороге слышимости, те. еще не
может быть услышан, имеет уровень звукового давления 0 дБ. Это назы-
вают порогом слышимости.
Логарифм
Наряду с основными счетными действиями:
•	Сложение — вычитание
•	Умножение — деление
еще имеются:
•	Извлечение корня, потенцирование, логарифмирование
3.3. Основные понятия
Как в потенцировании, так и в логарифмировании в строительной прак-
тике имеет место потенцирование на базе 10 (десятичные логарифмы), а
также логарифмы с любой другой базой.
Примечание: написание: log — при любой базе
1g — при базе 10
Потенцирование:
База*—>10: 103 = 1000
База*—^12: 124= 20736
Задача: Из данного основного числа (база) 10 и показателя степени (экспо-
нента) 3 получить величину потенциала 1000.
Извлечение корня:
База*--10: Vi000=10
База*--12:4/20736 = 12
Задача: Из величины потенциала (радикал) 1000 и показателя (экспонента
корня) 3 получить основное число (базу) 10.
Экспонента при потенцировании будет при извлечении корня экспонен-
той корня.
Логарифмирование
База 10:
дано: 10 х= 1000;
требуется определить: х
Решение:	х • IglO = IglOOO
IglOOO
х = —-----;х = 3
IglO
База 12:
дано: 12х= 20736;
требуется определить: х
Решение:	х • logl2 = log20736
^1оё20736.х_4
log!2
Задача: по величине потенциала 1000 и по величине основного числа (базы)
Ю определить показатель степени (экспоненту) х.
Постановка вопроса: Каким числом х надо потенцировать число 10, что-
бы получить число 1000.
Логарифмирование сводит процессы:
3. Звук — зашита от шума
умножения к сложению:
деления к вычитанию:
потенцирования к умножению:
lg(25 • 3) = lg25 + lg3
lg(25 : 3) = lg25 — lg3
Ig253 = 3-lg25
Скорость звука С. Скорость звука зависит:
• от материала, в котором распространяется звук
•	от температуры этого материала
•	от частоты
Чем выше температура материала тем лучше звукопроницаемость, так
как теплые молекулы более подвижны, чем холодные.
Для воздуха справедлива формула:
CL= 331,2 + 0,6 -АГ
CL— скорость звука в воздухе в зависимости от температуры
331,2 — скорость звука в воздухе при 0°С
АГ— разница температур с 0°С
Примеры:
Скорость звука при —20°С:
CL= 331,2+ 0,6-(-20)
CL = 319,2м/с
В общем случае:
Скорость звука при +20°С:
CL = 331,2+ 0,6-20
CL = 343,2м/с
, здесь
Одинам — динамический модуль упругости в МН/м2
р — плотность материала в кг/м3
Таблица 3.1. Скорость звука в различных материалах
Материал	Модуль упругости МН/”2	Плотность р, кг/м3	Скорость звука С, м/с
Бетон Легкий бетон Стеновой кирпич Силикатный камень Гипсокартонные плиты	О	о СП	•	• О	СП ' СП * СП —< о о	о	о ОС	д	д	2400 1000 600....2000 600.... 1200 900	4472 2000 1290.... 1580 2236....2580 1826 			J
3.3. Основные понятия
Материал	Модуль упругости Е , МН/м2 динам.7	•	Плотность р, кг/м3	Скорость звука С, м/с
Сталь	208  103	7800	5164
Стекло	52 • 103	2500	4560
Дерево	7 • 103....15 • 103	600	3416....5000
Песок	0,02 • 1О3....О,2 - 103	2000	100....317
Длина волны Л. Звук распространяется волнообразно. Длина волны зави-
сит:
•	От величины расстояния распространения звука в воздухе
•	От частоты
Длина волны может быть измерена:
•	От максимума до максимума
•	От нулевой точки до нулевой точки
А
Рис. 3.8. Длина волны Л
гг	_ СкоростьзвукаввоздухеС
Длина волны Я =---------------------- здесь
Частота f
А — амплитуда
t ~~ время (лат. tempora)
Если принять среднюю скорость звука в воздухе 343 м/с, то можно полу-
чить зависимую от частоты длину волны.
Интервал в одну октаву
I I I Г I I I I I I I
^вГц	31,5 63	250 500	1000	2000 4000 8000	16000	32000
Явм	10,9 5,44	2,74 1,37 0,69	0,34	0,17 0,0858 0,0429	0,0214	0,0107
Отсюда следует: Чем ниже частота, тем больше длина волны.
зашита от шума
Рис. 3.9. Длина волны Л
Длина волны Звуковые волны мохуг падать на строительную конструкцию
перпендикулярно или под углом. Падающие под углом звуковые волны вы-
зывают в строительной конструкции большие волны изгибных колебаний,
чем те, что соответствовали бы длине звуковых волн.
2 - Я
Лв~8т/?’здесь
Лв — длина проекции волны на конструкции, м.
Если скорость распространения изгибных волн в перегородке и проек-
ция длины волны одинаковы, то изгибные волны в стене будут иметь свою
максимальную амплитуду. Если это имеет место, то звукоизоляция ухудшит-
ся. Коэффициент звукопередачи (=звуке проводность) при косом падении
звуковых волн всегда больше. Этот эффект называют эффектом волновых
совпадений.
Рис. 3.10. Длина волны Лв.
Граничная частота/^ в ГЦ. Частота, при которой возникает волновое совпа-
дение, называется граничной частотой.
Она рассчитывается по формуле:
60 I р
У Одинам.
, здесь
d — толщина перегородки, м.
р — плотность строительного материала в кг/м3.
Одинам — динамический модуль упругости в МН/м2
3.3.	Порог слышимости — болевой порог 303
Рис. 3.11. Граничная частота
Если звук падает на конструкцию под углом р, то происходит волновое
совпадение. Граничная частота в этом случае определяется по формуле:
60 I р
Граничная частота или частота волнового совпадения — это частота, при
которой длина волны воздушного шума соответствует длине волны свободных
колебаний перегородки, т.е. когда имеет место равенство:
Л = ЛВ
Чем меньше подкоренное выражение в формулах, тем материал конст-
рукции ценнее с точки зрения звукоизоляции.
Пример 1. Бетонная стена р = 2400кг/м3; d = 24см. Звук падает перпендику-
лярно.
60 I 2400
0,24 V 48-103
= 55,9Гц
Пример 2. Как и в примере 1, но звук падает под углом р = 45°.
60	( 2400
0,24-sin45° V48-103
= 79Гц
Чем ниже граничная частота строительного материала, тем он более
Ценен с точки зрения защиты от шума.
3. Звук — зашита от шума
3.4.	Порог слышимости — болевой порог
Порог слышимости
Частота	ок. 16Гц
Звуковое давление	р0 = 2 • 10”5 Н/м2 = 20дПа
Звуковая интенсивность	/ = 10 12 Вт/м2
Уровень звукового давления £0= ОдБ
Звуковое давление имеет
такую силу, что 30-летний
человек в нормальным
слухом может еще его вос-
принять. Так как 1g 1 =0,
то в качестве относитель-
ной величины установим
ОдБ, который приняли за
порог слышимости.
Болевой порог.
ок. 16000Гц
ро=2ОН/м2
/0= 1Вт/м2
L = 120дБ
Звуковое явление
достигает такого
высокого уровня
звука, что мы вое-
принимаем его
давление или его
интенсивность
как болевое ощу-
щение.
Дано:	Порог слышимости /0 = 10-12 Вт/м2
Болевой порог	I = 1 Вт/м2
£ = 10-lg—= 101g —= 101g 1012 = 120дБ
/0 ю
Болевой порог имеет место при уровне звукового давления 120 дБ.
На следующем рисунке частоты по оси абсцисс нанесены в логарифми-
ческом масштабе, т.е. удвоение частоты имеет место через равные проме-
жутки на этой оси. Как видно из рисунка, порог слышимости, так же, как и
болевой порог наступают при различных уровнях звукового давления в за-
висимости от частоты звука. Например звук, частотой 31,5 Гц начинает быть
слышимым при 53 дБ, тогда, как при частоте 2000 Гц - уже при 0 дБ. С
другой стороны звук будет восприниматься как болевое ощущение при его
частоте 31,5 Гц, если уровень звукового давления достигает 135 дБ, тогда,
как при частоте 2000 Гц это случится уже при 112 дБ.
3.5. Соотношение Фон
Рис. 3.13. Уровень звука — уровень громкости*
Отсюда можно заключить, что низкие частоты воспринимаются лучше,
чем высокие.
Уровень громкости £д. Уровни громкости даются в Фонах. Это величина, вы-
ражающая субъективное ощущение звукового явления, тогда, как Децибел
является физической величиной. Физическая величина уровня звука имеет
единицу Децибел (дБ). При частоте 1000 Гц Децибелы соответствуют Фо-
нам. Чтобы избежать понятия «Фон» уровни громкости оценивают как уров-
ни звукового давления по шкале А шумомера (прибора, измеряющего уровни
звукового давления), и единица называется дБ (А). Таким образом физи-
ческая величина уровня звука измеряется в Децибелах (дБ).
Звук будет воспринят как в два раза более громкий, если уровень гром-
кости (уровень звука) увеличить на 10 дБ (А).
3.5.	Соотношение Фон - Децибел
Между фоном дБ (А) и Децибелом дБ существует следующая зависимость:
/< ЮООГц
Ухо становится все менее чувствительным. Оно воспринимает дБ больше,
Чем фоны.
В России это семейство кривых называется кривыми равной громкости.
3. Звук — зашита от шума
Пример'.
f= 100 Гц
60 дБ ~ 52 фон
Тогда как уровень громкости составляет 52 фона, что оценивает наше
ощущение шума, шумомер показывает уровень звука в 60 дБ
/= 1000 П1
Ухо воспринимает дБ ~ фон
Пример:
f= 1000 Гц
60 дБ ~ 60 фон
/> 1000 D1
Ухо становится все более чувствительным. Оно воспринимает дБ < фон.
Пример:
f= 5000 Гц
60 дБ ~ 65 фон
Если измерить уровень громкости в 65 фон шумомером, то он будет по-
казывать только 60 дБ, что означает, что наше ухо такие высокие частоты
воспринимает как более мешающие, чем более низкие частоты.
Звукоизоляция
Размерность Децибел (дБ) применяется не только для измерения интен-
сивности источников звука, но и для измерения звукоизоляции конструк-
ций. Если интенсивность звука на стороне приемника и на стороне источ-
ника относятся друг к другу как 1000:1, то звукоизоляция стены составит
30 дБ.
I2.I= 1:103
или по другому
/2:/,= 1:1/103
/2:/]= 1:1/1000
3.7. Виды шума
Звукоизоляция, например, в 50 дБ означает, что в соседнее помещение
попадает 1/100000 (=10~5)
40 дБ — 1/10000 (=10-4) часть от той
энергии, которая падает на стену.
Пример
Источник
Интенсивность звука
12= 1Вт/м2
Звукоизоляция
Z = 101g^-
Л
L = 101g==
10’3
L = 10 • IglO3
L = ЗОдБ
Приемник
Интенсивность звука
1 = 10-3 Вт/м2
или
Z = lg-y-
А
£-lg—
10~3
L = ЗБел
L = ЗОдБ
3. Звук — зашита от шума
3.6. Шкала громкости
	Фоны вдБ(А)	Процесс			Ощущения
	20	Тиканье тихих часов, легкий шелест листвы, спокойная комната ночью	Л» / гЛ -—V. Э11		Очень тихо
Ступени шума	30	Шелест листьев, шепот, разговор соседей, еле понятный			Тихо
1	40	Близкий шепот, средние шумы в жиль			Почти тихо
	50	Разговор	1^		Умеренно громко
	60	Шум в бюро, рестора- не, магазине			Умеренно громко
2	70	Громкий разговор, громкое радио, крик			Громко
	80	Уличный шум при сильном движении			Громко
	90	Шумный производ- ственный цех, автосиг- нал			От громкого до непере- носимого
3	100	Отбойный молоток, маленький самолет			
	ПО	Штамповочно-котель- ное производство, громкая музыка, сигнал машины скорой помощи	viz		
				Г * -	
			t=L		
					
4	>120	Реактивный двигатель, двигатель ракеты			
3.7. Виды
Начиная с 1-й ступени:	психологическая реакция
Начиная со 2-й ступени: физическая реакция
Могут иметь место:	нервные расстройства
нарушение сна
повреждение слуха
нарушение кровообращения
нарушение сердечной деятельности
нарушение мозгового кровообращения
повреждение нервов позвоночного столба
желудочные расстройства
3.7. Виды шума
Передача воздушного шума
I
Передача корпусного шума
I
как особая форма корпусного шума
Ударный шум
Передача ударного шума
Среда передачи воздушного шума — воздух.
Источники: разговор, музыка, радио, телевизор.
Действие: Источник приводит в колебательное движение частицы воз-
ДУХа. Эти периодические колебания со своей стороны сообщают стене или
перекрытию изгибные колебания, которые в свою очередь приводят части-
цы воздуха в соседнем помещении в колебательное движение. Это создает
воздушный шум в соседнем помещении.
Среда передачи корпусного шума — твердые и жидкие материалы.
Источники: захлопование двери, щелканье выключателя, смыв воды в
туалете, шум потока в водопроводных трубах и в системе центрального ото-
пления.
Действие: Стены или перекрытия за счет механического воздействия
приводятся в колебательное движение (изгибные колебания), которые в
свою очередь приводят в колебательное движение частицы воздуха в сосед-
нем помещении. Это создает воздушный шум в соседнем помещении.
Среда передачи ударного шума — твердые тела.
Источники: ходьба по перекрытиям (по полу).
Действие: Перекрытие при ходьбе приводится в колебательное движе-
ние (изгибные колебания). Оно приводит в колебательное движение части-
цы воздуха над перекрытием и под ним. Кроме того, колебания передаются
лежащим сверху и снизу частям стен и могут восприниматься в виде воз-
душного шума в соседних помещениях.
Так как все три вида шума в конце концов воспринимаются ухом чело-
века, то конечным видом действия в них является всегда воздушный шум.
3.8. Акустика
Акустика помещений занимается вопросами звукового воздействия на чело-
века, находящегося в том же помещении, в котором возникает звук.
При этом стремятся обеспечить слушателя во всех местах помещения по
возможности равномерным прямым звуком. Передача звука происходит ис-
ключительно по воздуху. Акустика помещений имеет значение для таких
помещений, как жилые помещения, помещения бюро, концертные залы,
конференц-залы, церкви, спортивные залы, залы многоцелевого назначе-
ния. Для акустики помещений, т.е. действия звука на то помещение, в кото-
ром он возникает, особенно важно следующее:
•	Время реверберации.
•	Возможности звукопоглощения поверхностями конструкций, такими,
как стены, потолки, полы, но также и меблировка помещений.
•	Равномерное распространение и распределение звука для обеспечения
на каждом месте помещения одинаковой слышимости и понятности
посланного звукового сигнала (разговор, музыка) => поглотители, резо-
наторы.
Если эти все пункты оптимально решены, то посетитель или слушатель
не чувствует ни в одном месте помещения, что он оглушен звуком или он не
жалуется на недостаточную понятность (разборчивость) и четкость того, что
он хотел услышать.
Строительная акустика исследует проблему передачи звука в зданиях. Здесь
источник звука и воспринимающий звук человек находятся в разных поме-
щениях. Передача звука происходит по воздуху (=> воздушный шум), а так-
же через строительные конструкции — через стены и перекрытия (корпус-
ный шум, ударный шум).
3.8.1. Время реверберации Т
Время реверберации рассчитывается по формуле:
Т = 0,163----ЧПРСЬ
’	, здесь
Т — время реверберации в секундах (с)
V— объем помещений в м3
Ао — эквивалентная площадь звукопоглощения всех существующих в
помещении звукопоглотителей.
120
100
80
60
40
20
о
Рис. 3.14. Протекание времени реверберации
Формула показывает, что время реверберации зависит как от величины
помещения, так и от эквивалентной площади звукопоглощения Ао
•	Большой объем помещения => большое время реверберации
•	Малый объем помещения => малое время реверберации*
Эквивалентную площадь звукопоглощения нельзя прямо задать. Ее нуж-
но получить через измеренное время реверберации и существующий объем
помещения. Время реверберации определяется с помощью специального
прибора.
Эквивалентная площадь звукопоглощения — это площадь, которая при
100% поглощения могла бы поглотить такой же звук, какой поглощают все
поверхности в помещении.
Величина эквивалентной площади звукопоглощения определяет впечат-
ление об акустике помещения.
•	Большая величина Ао => малая звонкость => тупая, сухая акустика поме-
щения
•	Малая величина А() => большая звонкость => объемное, полное звучание,
эхо, порхающее эхо.
Время реверберации получается в терцийных или октавных интервалах
для частот от 63 Гц до 8000 Гц.
Терцийные шаги (интервалы)
1ПППППППППППППППППГ
25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 80010001250
Октавные шаги (интервалы)
1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 10000 12500 16000 20000
* В российской строительной акустике принято, что при аср = Д/^о&цменьшем или Рав"
ном 0,2 Ао =ЕаД + ТА +	здесь TaS. — сумма произведений коэффициентов
звукопоглощения а отдельных поверхностей на их площади, м2; ТА—сумма эквивален-
тных площадей звукопоглощения зрителями и креслами, м2; адоб — средний коэффици-
ент добавочного звукопоглощения, учитывающий звукопоглотители, фактически суще-
ствующие в залах (осветительная арматура, воздушные полости, соединенные с основным
объемом зала, щели и трещины, вентиляционные решетки и др.); сх оп=0,08 — 0,09 при/
= 125Гц и 0,04—0,05 при/= 500 - 2000Гц. При аср > 0,2 время ревебрации рассчитывается
по формуле:
Т = 0,163-----г—->-------п
3.8.
Рис. 3.15. Интервалы
Время ревебрации тем меньше:
•	чем больше и лучше звукопоглощающие поверхности в помещении
•	чем мягче и пористее поверхности строительных конструкций
=> звукопоглощение
=> твердые и гладкие поверхности конструкций повышают время ревер-
берации
=> материалы с открытыми порами лучше, чем с закрытыми
•	чем более гибки поверхности конструкций
=> жесткие на изгиб конструкции имеют большее отражение звука, чем
гибкие
•	чем более разбиты на отдельные участки поверхности стен и перекры-
тий => геометрия помещений => разбитые на участки поверхности от-
клоняют звук и рассеивают его равномерно по помещению => геометри-
ческая пространственная акустика
•	чем меньше объем помещения => в противном случае — эхо
Для концертных залов, помещений для докладов, лекционных залов,
классных комнат и т.п. оптимальное время реверберации имеет большое зна-
чение. Так в помещениях для докладов из-за требуемой четкой и разборчи-
вой слышимости произносимых слов требуется малое время реверберации
, около 1 секунды. В концертных залах, напротив, вследствие требуемой пол-
ной и живой звуковой картины, необходимо обеспечить более высокие зна-
чения времени реверберации (от 1 до 2 секунд). Помещения с вокальными
представлениями и залы для камерной музыки требуют также обеспечения
больших значений времени реверберации, чтобы создать более полное
объемное звучание. В спортзалах и ландшафтных офисах из-за большой
шумовой нагрузки требуемое время реверберации составляет около 0,5 се-
кунды. Для жилых помещений DIN 52210 устанавливает время ревербера-
ции, равное 0,5 секунды.
В церквях такие большие значения времени реверберации имеют место
потому, что форма помещений в них (высокие помещения, гладкие прямые
стены), меблировка и отделка (почти нет поглотителей на полу, потолке и
стенах, например, нет занавесей, мягкой мебели, ковров) — не дают пред-
посылок для более низких значений времени реверберации. В многоцеле-
вых помещениях и, в первую очередь, в универсальных залах необходимо
(b
3. Звук -- зашита от шума
применять мобильные элементы, такие, как тяжелые занавески на окнах и
если нужно, на стенах, а также изменяющиеся по высоте и углу поворота
регулируемые элементы потолка, которые имеют целью обеспечить соот-
ветствующее задаче время реверберации.
Рис. 3.16. Время реверберации для разных помещений
3.8.2. Граничная частота
Совпадающие частоты
Рис. 3.17. Совпадающие частоты плитных строительных материалов в зави-
симостй от их толщины (частоты нанесены в логарифмическом масштабе)
3.9. Пути прхождения звука через конструкцию
Жесткие на изгиб
Строительные конструкции считаются жесткими на изгиб если их гра-
ничная частота составляет максимум 200 Гц.
Гибкие
В акустическом смысле плиты считаются гибкими, если их граничная
частота лежит выше 1800 Гц.
Граничная частота определяется по формуле:
= 60 I ~р
d 1 F
V динам.
, здесь
d — толщина плиты в м
р — плотность строительного материала в кг/м3
Одинам “ динамический модуль упругости в МН/м2
Пример 1. Бетонная стена d = 30см
г 60	2400
= 030V48-103 = 45Г“ жесткая наизгиб:/&< 200Гц
Пример 2. Стена из силикатного кирпича d = 24 см
„	60 I1000
/Gr = 024 V 5 103 = 1121 ц =* жесткая на изгиб:/Gr< 200Гц
Пример 3. Стекло d ~ 4мм
л 75НН
= W04teltf =3289ГЦ ^ибкая:/с,> 1800Гц
Пример 4. Гипсокартонная плита d = 10мм
/сг = ^^34^ = 3286ГЦ =>П1бкая:/Сг> 1800Гц
3.9. Пути прохождения звука через конструкцию
Пути, по которым звук проходит в направлении конструкции и в самой кон-
струкции, весьма различны:
Путь отражения звука
Вопрос: сколько посту-
пающей на конструк-
цию звуковой энергии
будет отброшено назад
в помещение?
Путь поглощения
звука
Вопрос: сколько посту-
пающей на конструк-
цию звуковой энергии
будет поглощено ее по-
верхностью?
Путь звукопередачи че-
рез конструкцию
Вопрос: сколько падаю-
щей энергии пройдет
через конструкцию?
3.9. Пути прхождения звука через конструкцию
3.9.1. Звукопоглощение
Звукопоглощение — это один из факторов, позволяющих создать приятную
акустику в помещении. При этом отделка поверхностей строительных кон-
струкций имеет центральное значение, потому, что они являются непод-
вижными составными частями помещения. Также и мебель, занавеси, ков-
ры, люди представляют собой звукопоглотители, которые, однако,
вследствие своего нестационарного характера в этом рассмотрении не уча-
ствуют.*
Чем больше звукопоглощение тем меньше шума в помещении, в кото-
ром находится источник звука.
Поглощение звука зависит от частоты и на практике выражается коэф-
фициентом звукопоглощения:
__ неотраженная звуковая энергия
падающая звуковая энергия
При полном отражении а = О
При полном поглощении а = 1
Коэффициент звукопоглощения а = 0,6 означает, что 60% падающей на
конструкцию звуковой энергии поглощается.
Рис. 3.18. Коэффициент звукопоглощения
* В российской архитектурной акустике при расчете времени ревебрации исполь-
зуется эквивалентная площадь звукопоглощения помещения, включающая как зву-
копоглощающие поверхности строительных конструкций, так и звукопоглощение
людей и мебели, а также добавочное звукопоглощение, создаваемое полостями,
отверстиями, осветительной арматурой, вентиляционными решетками и т.п.
Таблица 3.2. Коэффициент а& различных отделок
№	Материал отделки	Коэффициент звукопоглощения при частотах в Гц					
		1 октава		1 октава		1 октава	
		125	250	500	1000	2000	4000
1.	Бетон неоштукатуренный	0,01	0,01	0,02	0,02	0,02	0,03
2.	Кладка из глиняного и силикатного кирпича, оштукатуренная	0,01	0,01	0,02	0,02	0,03	0,04
3.	Кладка из глиняного кирпича неоштукатуренная	0,16	0,13	0,15	0,11	0,13	0,14
4.	Кладка из пемзобетонных камней, неоштукатуренная	0,15	0,40	0,60	0,60	0,60	0,60
5.	Дырчатые камни (HLz, KSL). Дырки повернуты внутрь помещения, с 60 мм воздушной прослойкой перед несущей кладкой: прослойка пуста прослойка заполнена мин. ватой	0,15	0,06 0,63	0,12 0,44	0,20 0,44	0,13 0,40	0,10 0,70
6.	Минираловагные плиты 50мм, р = 100 кг/м3	0,30	0,60	1,0	1,0	1,0	1,0
7.	Минираловатные плиты 16мм, р = 375 кг/м3 20 см расстояние до перекрытия	0,40	0,45	0,60	0,65	0,85	0,85
8.	Гипсокартонные плиты перфориро- ванные 30 мм минераловолокнистое запол- нение 20 см расстояние до перекрытия	0,40	0,95	0,90	0,70	0,70	0,60
9.	ДВП — легкие d = 25 мм, жестко связанные со стеной	0,05	0,10	0,50	0,75	0,60	0,70
10.	Профильные доски шириной 100 мм с 10 мм открытыми швами. Пустота заполнена минеральноватными плитами 20 мм толщиной: при расстоянии до потолка 30 мм при расстоянии до потолка 200 мм	0,10 0,40	0,25 0,70	0,80 0,50	0,70 0,40	0,30 0,35	0,40 0,30
11.	Акустические плиты толщиной 2 см: наклеенные на стену на расстоянии 2 см (по обрешетке)	0,05 0,10	0,15 0,20	0,55 0,85	0,50 1,0	1,0 1,0	1,0 __1Д~
12.	Ковролин 7 мм	0,05	0,05	0,15	0,30	0,50	0,60
13.	Настенные ковры на расстоянии от стены 50 мм	0,10	0,40	0,90	0,80	0,90	0,90
14.	Занавеси (среднее значение)	0,05	0,10	0,25	0,30	0,40	0,50 ——
3-9.2. Звукопоглотители
Конструкция:
Упруго-подвешенные
плиты с закрытой повер-
хностью.
Упруго-подвешенные
плиты с перфорирован-
ной поверхностью, с шли-
цевыми или открытыми
Упруго-подвешенные или
наклеенные (нанесенные)
непосредственно на конст-
рукцию материалы с пори-
швами.	стой поверхностью.
Плитные поглотители
Отделка из гипсокартон-
ных плит (G-KPL)
ДВП фанерные листы
Перфорированные
поглотители
Отделка из досок с про-
филированными кайма-
ми, шлицевые плиты,
перфорированные гипсо-
картонные плиты, панели
из легкого металла, тяже-
лая мягкая мебель.
Поглощают
преимущественно
низкие частоты
Поглощают
преимущественно
средние частоты
Пористые поглотители
Люди, занавески, ковровые
покрытия	пола,
ковры, пенопластовые аку-
стические плиты, минера-
ловатные плиты, древесно-
волокнистые легкие
плиты, мягко-волокнистые
перфорированные плиты,
пористая грубая штукатур-
ка.
Преимущественно
для поглощения
высоких частот
3. Звук — зашита от шума
Резонансные поглотители. Если положить в пустое пространство волокнис-
тый изоляционный материал, то можно еще больше увеличить эффект по-
глощения. Необходимо, однако, следить за тем, чтобы изоляционный мате-
риал не мешал колебаниям отделочной плиты. Воздушный промежуток не
должен быть слишком малым, так как в противном случае пружинящее дей-
ствие воздушной подушки пропадает (мин. 50мм). В концертных залах плит-
ные поглотители воспринимают низкие частоты, тогда как люди и кресла вос-
принимают и поглощают высокие и средние частоты. Влияние поглощения
звука людьми может быть различным и, поэтому, часто непредсказуемым, так
как заполнение зала — сколько мест занято, где эти люди сидят в зале, т.е.
впереди, сзади, в середине, группами; время года (зима — шерстяная одежда;
лето — легкая одежда) — могут быть очень разными.
Эту непредсказуемость пробуют учитывать тем, что нижнюю сторону
откидных кресел устраивают перфорированной с текстильной обивкой. Это
позволяет компенсировать недостаточную заполненность зрителями зала.
Иногда для этой цели в потолке устраивают выдвижные, регулируемые па-
нели с дополнительными поглотителями.
Подвесные поглотители значительно более эффективны, чем такие, кото-
рые непосредственно укреплены на стенах. В случае укрепленных на ог-
раждающих поверхностях поглотителей улучшается только звукопоглоще-
ние, но не обеспечивается снижение уровня звука. Пористые поглотители
только тогда действуют эффективно, когда они имеют открытые поры. Мате-
риалы с закрытой пористой структурой, как например полистирольный
пенопласт, не подходят для звукопоглотителей. Величина, количество и рас-
пределение (равномерное — неравномерное) пор, а также сечение и связь
между порами являются определяющими для коэффициента звукопогло-
щения.
3.9.3. Отражение звука
Тогда, как звукопоглотители служат для снижения времени ревебрации, от-
ражатели звука имеют задачу с помощью своей геометрической формы обес-
печить возможно более благоприятную и равномерную прямую передачу зву-
ка. Отражатели звука необходимы особенно в больших помещениях, так как
с увеличивающимся расстоянием от источника интенсивность звука снижа-
ется. Это снижение интенсивности прямого звука должно компенсировать-
ся, особенно в задних частях зала, специально создаваемыми звуковыми от-
ражателями. Отражатели должны по возможности быть расположены за
источником звука, но также и на определенном расстоянии от него; однако
вследствие эффекта эхо они никогда не должны располагаться в задних час-
тях помещения. На задних стенках и потолке больших помещений должны
3.10. Звукоизоляция строительных конструкций
располагаться звукопоглотители и, иногда, рассеиватели звука — диффузо-
ры. Рассеиватели звука выпуклые. Это, как правило, выгнутые наружу пли-
ты, которые рассеивают звук по всем направлениям.
Если отраженный звук попадает в пределах 0,05 секунды от источника к
приемнику, то его действие позитивно. Если разница по времени между по-
сылкой звука источником и приемом звука больше, чем 0,05 секунды, т.е.
отраженный звук будет воспринят позже, чем прямой, то говорят о нали-
чии эхо.
Отражение звука может быть организовано геометрией зала в разрезе и
плане, а также с помощью дополнительных акустических отражателей.
Отражение за счет геометрии зала:
•	Стены и поверхности потолка, разбитые на отдельные участки; выпук-
лые (=вовнутрь) искривленные поверхности потолка или частей потол-
ка (действуют как рассеиватели звука).
•	Превышение по высоте задних мест перед передними наряду с улучшением
видимости улучшают обеспечение зрителей прямым звуком.
Рис. 3.19. Неправильное отражение
Рис. 3.20. Высокая акустическая эффективность частой разбивки потолка в
зале на отдельные участки
неправильное	правильное
правильное
Рис. 3.21. Отражение от потолка
а)	ь)	с)	план
Рис. 3.22. Полезные отражения для задней части помещения
3.10. Звукоизоляция строительных конструкций
3.10.1.	Изоляция от воздушного шума
При изоляции от воздушного шума в основном влияние оказывает то, на-
сколько трудно падающей на конструкцию звуковой энергии привести ее в
колебательное движение.
Звукоизоляция конструкции с одним жестким слоем зависит от:
•	поверхностной массы в кг/м2
•	изгибной жесткости, т.е. насколько жесток или гибок материал
•	частоты звука (= количество колебаний в секунду)
•	косвенной передачи звука через фланкирующие конструкции, такие, как
перекрытия, стены.
•	неплотностей, например, открытые швы
В понятии «звукоизоляция» следует различать две величины:
Aw: Звукоизоляция без учета фланкирующих конструкций, таких, как про-
дольные стены, перекрытия, полы (= величина, полученная для стены
при испытаниях в лаборатории).
A'w: Звукоизоляция конструкции с учетом фланкирующих конструкций по
передаче звука вдоль фланкирующих боковых стен, перекрытия, пола
=> строительная звукоизоляция.
Для того, чтобы получить представление о достигаемой величине звуко-
изоляции, можно использовать следующие субъективные звуковые ошуШе'
ния в соседнем помещении:
3.10. Звукоизоляция строительных конструкций
Таблица 3.3. Оцененная величина звукоизоляции jR'w и слышимость разговора и при-
боров
В помещении с источником	В помещении с приемником	Требуемая величина звукоизоляции R'w в дБ при базовом шуме в помещении с приемником в 30 дБ
Нормальный разговор	Хорошо понятный	35
Нормальный разговор	Еле слышный	40
Громкий разговор:	Неразборчивый	45
радио, телевизор нормальной громкости	Хорошо понятно	45
Громкий разговор:	Слабо слышимый	50
радио, телевизор нормальной громкости	Слабо слышимы	50
Нормальный разговор:	Не слышен	55
радио, телевизор, установленные на большую громкость	Еще еле слышен	55
Громкий разговор:	Не слышен	60
радио, телевизор большой громкости	Не слышен	60
При базовом шуме в 20 дБ (А) в комнате с приемником значения звукоизоляции
повышаются на 10 дБ (А).
Величину звукоизоляции от воздушного шума можно выразить логариф-
мическим отношением мощности звука, интенсивности звука или звуко-
вой энергии в помещении с источником и в помещении с приемником.
Р	I	F
R = 10-1g/ = 10-lg/ -10-1g-/ здесь
Р — мощность звука
I— интенсивность звука
Е — звуковая энергия
Индексы:
S — помещение с источником звука
Е — помещение с приемником звука
На практике преобладающим является тот метод, когда в помещении с
источником, также как и в помещении с приемником измеряется звук, а в
помещении с приемником еще дополнительно измеряется время ревербе-
рации.
Если звукоизоляция конструкции определяется через уровень звука, то
используется формула:
= Ls - Le +10 • 1g—, здесь
4)
Zs~ уровень звука в комнате с источником
ZE— уровень звука в комнате с приемником, в обоих случаях в зависимости
от частоты
А — исследуемая площадь стен
Ло — эквивалентная площадь звукопоглощения
Площадь плоскости, разделяющей помещения с источником и с прием-
ником обозначается Л, эквивалентная площадь звукопоглощения Ло, напро-
тив, выражает, как велика должна была бы быть сумма площадей всех огра-
ничивающих помещение поверхностей, если бы они имели коэффициент
звукопоглощения 100%. Эквивалент одновременно обозначает, что только
расчетно-существующая меньшая величина Ло с коэффициентом звукопог-
лощения 100% соответствует действительно существующей разграничива-
ющей помещения большей величине А.
Так как на практике эквивалентная площадь звукопоглощения Лоне мо-
жет быть прямо определена, ее необходимо определять по формуле:
V	V
Т = 0,163—; А =0,163- ЧЛРСЬ
’	’Л)	’	J-, у здесь
V — объем помещения с приемником в м3
Т — время ревебрации в помещении с приемником в секундах
Пример:
Оцениваемая стена: А = 18 м2
Объем помещения с приемником: V= 80 м3
Время ревебрации: Т= 0,8 с
Измеренные уровни звука в помещениях с источником и с приемником
в зависимости от частоты:
3.10. Звукоизоляция строительных конструкций
Частота (Гц)
100 125 160 200 250 315
В помещ, с источником в дБ
90	92	91	91	91	92
В помещ, с приемником в дБ
54	52	52	53	53	51
400	500	630	800	1000	1250	1600	2000	2500	2150
89	90	89	89	89	88	88	88	87	86
52	51	50	48	47	45	43	42	37	32
Решение:
V	Rfhvr3
А =0,163 —= 0,163 —— = 16,3м2
Т	0,8с
Это число означает, что плоскость 16,3 м2 с коэффициентом звукопогло-
щения, равным 1,0 (=100%) поглощает столько же звука, как и существую-
щие поверхности помещения (стены, перекрытия, пол).
д
^=^-4+1018 —
4
4\’,|00
= 90дБ-54д4 + 101g
18м2
16,3м2
^W.ioo = 90д0 -54д4 +0,4д,
4v, ио — 34,6д4
Поправочный коэффициент 10 • lg/1/4 показывает, что он так мал, что
его можно было бы не учитывать. Это основано на том, что при малых объе-
мах помещений время ревебрации очень мало, а так как оно стоит в знаме-
нателе, то получается относительно большая величина эквивалентной пло-
щади звукопоглощения Ао.
A'W125 = 92дБ — 52 + 0,4дБ
A’w125 = 40,4дБ
A'w.i6o= 91ДБ - 52 + 0,4дБ
<1М = 39,4дБ
^'W2M= 91дБ — 53 + 0,4дБ
^w,2oc— 38,4дБ
Л W.250 = 91дБ - 53 + 0,4дБ
^w.25o — 38,4дБ
А'даз15 = 92дБ-51 +0,4дБ
<315 = 41,4дБ
= 89дБ - 52 + 0,4дБ
R w,4oo — 37,4дБ
Л'чяс = 90дБ —51 +0,4дБ
^w,5O)= 39,4дБ
7?'W63C = 89дБ — 50 + 0,4дБ
^w,63o — 39,4дБ
к;да = 89дБ-48 + 0,4дБ
— 41,4дБ
= 89ДБ - 47 + 0,4дБ
w.iooo ~ 42,4дБ
л;чм=88дб-45 + 0’4дб
^w,i25o— 43,4дБ
Л;1М0=88дБ- 43 + 0,4дБ
R w,i6oo — 45,4дБ
3. Звук — зашита от шума
^ = 88дБ-42 + 0,4дБ
^wjsoo = 87ДБ - 37 + 0,4дЕ
^ = 50,4flB
A'W3I50 = 86дБ — 32 + 0,4дБ
^w.3150 “ 54,4дБ
3.10.2.	Расчетный метод получения величины
звукоизоляции по вышеприведенному примеру
На практике величина звукоизоляции — это всегда одно число. Это одно
отдельное число получается следующим образом.
Величины звукоизоляции для всех частот суммируются и делятся на об-
щее число частот. При этом величины первой и последней частоты делятся
пополам, а сумма делится на 15 (число интервалов соответствует сумме ко-
эффициентов).
Фактор
^w.ioo 36,4дБ. 2	18,2дБ	0,5
^W, 125 ~	40,4дБ	1
R* — IVW,160	39,4дБ	1
^W,200 “	38,4дБ	1
П'	= W.250	38,4дБ	1
П'	= W.315	41,4дБ	1
pf	— W,400	37,4дБ	1
R' — W,500	39,4дБ	1
RT = W,630	39,4дБ	1
R' = /vw,soo	41,4дБ	1
R' = 2VW,1000	42,4дБ	1
/VW,1250	43,4дБ	1
Rf = Jvw,i6oo	45,4дБ	1
Rr = W.2000	46,4дБ	1
Rf — W,2500	50,4дБ	1
^w,3i5o “ 54,4дБ : 2 —	27,2дБ	0,5
	Е629:15	
=	41,9дБ	
=>7?;у = 42дБ
3.10.3.	Графический метод определения звукоизоляции
В графическом методе определения звукоизоляции относительная кривая
смещается таким образом, чтобы средняя величина превышений смещенной
относительной кривой относительно измеренной кривой составляла бы не
более 2 дБ. Оцененная величина звукоизоляции считывается со смещенной
относительной кривой при частоте 500 Гц.
ЗЛО. Звукоизоляция строительных конструкций
Частота	Измеренная кривая дБ	Смещенная относительная кривая дБ	Разница ДБ
400	37	41	4
500	39	42	3
630	39	43	4
800	41	44	3
1000	42	45	3
1250	43	46	3
1600	45	47	2
			Z 22: 15= 1,5
Чем выше значение R'^, тем лучше звукоизоляция конструкции.
Если разделить сумму всех разностей на число терций от 100Гц до 3150Гц,
то получается средняя величина, которая не должна быть больше 2дБ.
Средняя величина всех превышений составляет, таким образом, 1,5дБ.
При частоте 500Гц смещенная кривая показывает 42дБ (см. рис. 3.23). Та-
ким образом величина звукоизоляции составляет 42дБ.
3.10.4.	Определение величины звукоизоляции
в октавных интервалах
Не всегда имеются в наличии шумомеры, которые в состоянии измерять
уровень шума при частотах с шагами в размере терций. Если имеется при-
бор, который может измерять уровни шума в октавных интервалах, то с его
помощью можно получить также приемлемые результаты. Как, например,
в нашем примере.
Расчетный метод:
Фактор
T?'W125 = 40,4дБ: 2 =	20,2дБ	0,5
<250!	38,4дБ	1
R'^ =	39,4дБ	1
=	42,4дБ	1
7?^2000 = 46’4дБ:2=	23’2aB	°’5
Е 163,6:4 = 40,9дБ
Звукоизоляция составляет 41 дБ.
3.10.5.	Графический метод для определения величины
звукоизоляции
В графическом методе несмотря на отсутствие измеренных значений зву-
коизоляции с интервалами по терциям имеется возможность взять эти зна-
чения по графикам. Точность при этом будет снижена весьма незначитель-
но.
Среднее отрицательное расхождение составляет около 1,5 < 2дБ. Оце-
ненная величина звукоизоляции будет прочитана на смещенной кривой при
частоте 500Гц. Она равна 41дБ.
Частота П1	Измеренная кривая дБ	Смещенная относительная кривая дБ	Разница дБ
315	37	40	3
400	38	41	3
500	39	42	3
630	40	43	3
800	41	44	3
1000	42	45	3
1250	43	46	3
1600	45	47	2
			Z 23:15 = 1,5
Частота Гц
100 125	160	200	250	315	400 500	630 800 1000 1250 2000	2500 3150
Отн. вел. дБ
33 36	39	42	45	48	51 52	53 54 55	56	56	56	56
Относительная кривая имеет такой вид потому, что наше ухо более чув-
ствительно только к более высоким частотам и ощущает их более мешаю-
щими, чем низкие частоты. Поэтому для более высоких частот ставятся бо-
лее высокие требования к звукоизоляции.
Сравнение обеих измеренных кривых (рис. 3.23 и 3.24) показывает, что
в нормальном случае неважно, могут ли измеренные значения быть полу-
чены на приборе с терцийным фильтром или только с октавным фильтром.
3.11. Определение оцененной величины звукоизоляции
Ф Измеренная кривая
© Относительная (стандартная)
кривая
© Смещенная относительная
кривая
Рис. 3.23. Измеренная кривая в терцийных интервалах
Измеренная кривая
Относительная (стандартная)
кривая
Смещенная относительная
кривая
Рис. 3.24. Измеренная кривая в октавных интервалах
3.11. Определение оцененной величины
звукоизоляции перед возведением сооружения
Описанными методами можно определить величину звукоизоляции только
при следующих предпосылках:
1.	Строительная конструкция должна уже быть построена на готовом объек-
те.
2.	Необходимо иметь шумомер с по меньшей мере октавным фильтром.
В большинстве случаев заказчик хочет еще до возведения сооружения
знать, каковы величины звукоизоляции различных конструкций в его доме.
Так как известно, что для изоляции от воздушного шума определяющим
фактором является поверхностная масса (т.е. масса стены или перекрытия
в кг на м2), то графические и расчетные методы ориентируются на поверх-
ностную массу.
3.11.1.	Графические методы
Для определения оцененной величины звукоизоляции служит диаграмма,
приведенная на рис. 3.25.
Диаграмма показывает, что оцененная величина звукоизоляции:
•	при удвоении поверхностной массы прибавляется примерно на 7дБ
•	дерево и материалы на основе древесины при возрастании массы с 4 кг/
м2 до 20кг/м2 практически не дают увеличения звукоизоляции
•	бетон и кладка, но также и гипс и стекло при увеличении массы с 6 кг/м2
до 40кг/м2 практически не дают увеличения звукоизоляции.
Причина заключается в том, что за счет косо падающих на конструкцию
звуковых волн длина звуковых волн совпадает с длиной волны собствен-
ных изгибных колебаний конструкции (волновые совпадения). Если обе
длины волны одинаковы, то звук беспрепятственно пройдет через конст-
рукцию. Звукоизолирующее действие будет равно нулю. Соответствующую
частоту называют граничной частотой/^.
Граничная частота зависит:
•	от отношения поверхностной массы (кг/м2) к изгибной жесткости кон-
струкции
Изгибная жесткость зависит:
•	от вида материала => бетон более жесток на изгиб, чем дерево
•	от толщины плиты => чем толще плита, тем она более жесткая на изгиб
3.11. Определение оцененной величины звукоизоляции
Оцененная величина звукоизоляции P’w конструкции в зависимости
от поверхностной массы (кг/м2)
№
® Максимальные значения для конструкций с двумя плотными слоями с демп-
фированием за счет воздушной прослойки.
® По закону массы для однослойной плиты (только для свинцового листа и ре-
зины возможно)
® Дерево и деревянные материалы в однослойной конструкции
© Кирпичная кладка, бетон, гипс, стекло в однослойной конструкции
Рис. 3.25. Величина звукоизоляции в зависимости от массы
Диаграмма далее показывает следующее:
Бетонные стены, бетонные перекрытия, кладка, а также строительные
Материалы из стекла и гипса дают хорошие и постоянно растущие величины
звукоизоляции только начиная с поверхностной массы в 50 кг/м2 и выше. Для
бетона и кладки это - абсолютная закономерность. Плиты из дерева и дре-
весных материалов дают заметные результаты при поверхностной массе на-
чиная с 20 кг/м2 и выше.
Диаграмма показывает также, что однослойные стены с точки зрения зву-
коизоляции часто подходят к своей границе, если надо обеспечить величину
звукоизоляции в 55дБ и выше и при этом не хотят делать стены толщиной
3. Звук — зашита от шума
49см и более. Такие толстые стены невыгодны ни по статическим соображе-
ниям, ни по соображениям теплонакопления. В то же время они отбирают
большую часть полезной площади зданий.
Пример L
Дерево (ель); d = 60мм; р = 600 кг/м2
—> т' = 600 кг/м2 • 0,06м = 36 кг/м2
=> R'^= 34дБ
Пример 2,
Требуется: R\= 60дБ (чтобы не было слышно громкого радио и телевизора)
По диаграмме для этого надо иметь поверхностную массу стены в 800кг/м2.
В качестве плотности материала стены для каменных стен принимаем зна-
чения по табл. 3.4. Бетон и железобетон в шумозащите принимается плот-
ностью 2300кг/м2.
Решение:
Это достигается при использовании:
Бетона р — 2300кг/м2 т'= d- р 800кг/м2 = J • 2300кг/м2 => d = 34см	Кладки из силикатного кирпича р = 1800 кг/м2 m’=d • р 800кг/м2=	1720кг/м2 d = 46см => d ~ 49см
Кирпичной кладки	Кладки из легкого многощелевого кирпича
р = 1400кг/м2 т'= d- р 800кг/м2= d- 1400кг/м2 => d= 61,6см Из газобетонных блоков р = 400кг/м2 т’= d • р 800кг/м2= d • 460 кг/м2 d= 1,74м => d= 1,84м	р = 820кг/м2 т'= d • р 800кг/м2= d • 820кг/м2 =>d= 91см Из легкобетонных камней р = 1000 кг/м2 m’=d' р 800кг/м2 = d • 1000 кг/м2 d = 80см —> d = 86,5см
Как показывают расчеты такие величины звукоизоляции могут быть до-
стигнуты только с применением тяжелых материалов и соответствующей
толщины конструкции. Если необходимо обеспечить звукоизоляцию в 55дБ
и более, то это возможно сделать целесообразно только с применением мно-
гослойных конструкций.
3.11. Определение оцененной величины
3.11.2.	Расчетное определение оцененной величины
звукоизоляции
3.11.2.1 Однослойные стены без отверстий, таких, как двери и
окна
Величина звукоизоляции таких конструкций может быть приближенно рас-
считана по формуле:
7?;-25 -1g—-12дБ
R'w — оцененная величина звукоизоляции при учете косвенных путей рас-
пространения звука через фланкирующие конструкции, такие, как
продольные стены, перекрытия, пол, если эти конструкции имеют
поверхностную массу не менее 300 кг/м2.
tn ' — поверхностная масса в кг/м2
т0 — относительная поверхностная масса 1 кг/м2
Пример 1.
Дано:
т' = 100 кг/м2
т' = 200кг/м2
т’ = 400кг/м2
= 800кг/м2
ы' — 1600кг/м2
=>	= 25- IglOO — 12дБ
/^=38дБ
'	-------__ Д7?; = 7,5дБ
=>	= 25 • lg200 - 12дБ
/?; = 45,5дБ
------ . ДА; = 7,5дБ
=> /?'w = 25 • lg400 - 12ДБ^-—
7?; = 53дБ
'	--------—A/Tw = 7,5дБ
=> J?'w = 25 • lg800 - 12дБ_^-^^^
7?'w=60,5flB
Afl’w= 7,5дБ
fl'w=25-lgl600- 12дБ^--^^^
R 'w = 68дБ
Расчет показывает, что оцененная величина звукоизоляции при удвое-
нии поверхностной массы увеличивается каждый раз на 7,5 дБ.
Далее из расчета следует, что поверхностная масса должна составлять по
Меньшей мере 400кг/м2 для того, чтобы удовлетворить требования DIN к
^ежквартирным стенам (см. нормы DIN стр. 211).
Пример 2.
Дано: стены состоят из: бетона, силикатных камней, легких пустотелых кир~
ничей, газобетона.
Найти: оцененную величину звукоизоляции A'w.
Бетон	Силикатный	Легкий	Газобетон
	камень	многодырчатый	
		кирпич	
р = 2,4кг/дм3	р= 1,8 кг/дм3	р — 0,8кг/дм3	р = 0,5 кг/дм3
	d =	11,5см	
т' = 2300кг/м3	т'~ 1720кг/м3	= 820кг/м3	т' = 550кг/м3
• 0,115м	•0,115м	• 0,115м	•0,115м
т'~ 264,5кг/м3	т'= 197,8кг/м3	т' = 94,3кг/м3	т'— 63,2кг/м3
7?'w = 25-lg264,5	R^ = 25 • lgl97,8	2TW = 25 • lg94,3	A'w = 25 • lg63,2
— 12дБ	— 12дБ	— 12дБ	-12дБ
*; = 48дБ	а; = 45дб	*;=37дБ	*; = ЗЗдБ
		= 24см	
т' = 2300кг/м3	т' = 1720кг/м3	т' = 820кг/м3	т, = 550кг/м3
- 0,24м	• 0,24м	• 0,24м	• 0,24м
т' = 552кг/м3	т' = 412,8кг/м3	т’ = 196,8 кг/м3	т,= 132кг/м3
iTw = 25-lg552	i?'w = 25*lg412,8	7?'w = 25  lgl96,8	7?'w = 25-lgl32
-12дБ	— 12дБ	— 12дБ	— 12дБ
/?;=56дБ	^ = 53дБ	A'w = 45дБ	Я; = 41дБ
	d =	36,5см	
т ' = 2300кг/м3	т'~ 1720кг/м3	т' = 820кг/м3	т' = 550кг/м3
• 0,365м	• 0,365м	- 0,365м	• 0,365м
т' = 839,5кг/м3	т'= 627,8кг/м3	т'— 299,3кг/м3	т,= 200,7кг/м3
7?'w = 25 • lg839,5	/?'w= 25 - lg627,8	2?'w = 25-lg299,3	iTw=25-lg200,7
— 12дБ	— 12дБ	-12дБ	-12дБ
/?; = 61дБ	Я^=58дБ	А; = 50дБ	/?; = 45дБ
Если требуется чтобы громкое радио или громкий телевизор не были
слышны через стену, то необходимо, чтобы стена из бетона или силикатных
камней имела бы толщину 36,5 см.
Пример 5.
Дано: толщина стены 30см
Требуемая 7?'w = 57дБ
Требуется определить: материал и его плотность
3.11. Определение оцененной величины звукоизоляции
Решение:
A'w —25 -Igm’- 12дБ
57дБ = 25 • lg/я'- 12дБ
lgwt'= 69/25
lg/77'= 2,76
=>/«'= IO2*76
т'— 574,4кг/м2
т’— d' р
575,4кг/м2 = О,ЗО/л • р
р= 1918кг/м3
Возможные материалы: бетон, клинкерный кирпич, известково-песча-
ные камни, доменные камни с р = 2,0кг/дм3
Пример 4.
Дано: плотность стены 1600кг/м3
Требуется обеспечить перегородку по DIN 4109 с R\K, = 53дБ
Требуется определить: толщину стены
Решение:
A’w= 25 • Igw'—12дБ
53дБ = 25 • Igw'- 12дБ
25 • Igwf= 53дБ + 12дБ
lg/л' = 65/25
lgwf= 2,6
=> т' = 102’6
т'= 398,1кг/м2
m'=d ' р
398,1 кг/м2 ~ d • 1600кг/м3
d = 0,249кг/м3
Следует возвести: стену d = 24см, оштукатуренную с обеих сторон.
Пример 5.
Требуется обеспечить: A'w= бОдБ
Требуется определить: материал, его плотность, толщину стены d
Решение:
7?'w= 25 • lg/л'— 12дБ
бОдБ = 25 • Igw'- 12дБ
25 • lg/л1 = 72
1&п’= 72/25
\gm'= 2,88
^т'= IO2-88
m'= 758,6кг/м2
Выполнение:
1. Бетонная стена: m'=d' р
758,6кг/м2 = d • 2300кг/м3
d = 0,33м = 33см
2. Известково-песчаные камни, доменные камни (из доменного шлака):
клинкер ср — 2000кг/м3
d = 0,379м = 36,5см с обеих сторон оштукатуренная
3.11.2.2.	Однослойные стены с отверстиями, такими как
дверщ окна
Так как каждая комната имеет по меньшей мере одну дверь и в большин-
стве случаев также и окна, особое значение имеет учет этих проемов при
определении общей величины звукоизоляции конструкции. Двери и окна в
стене представляют собой самые слабые места в стене, причем главное вни-
мание уделяется внутренним стенам с дверьми, так как мешающие шумы
изнутри дома в значительной степени влияют на самочувствие жителей. В
домах, граничащих с улицами с интенсивным движением звукоизоляция
окон, как наиболее слабых мест на фасаде — играет решающую роль.
3.11.2.3.	Графический метод определения общей величины
звукоизоляции сочетания конструкций
Графический метод позволяет относительно быстро оценить общую вели-
чину звукоизоляции стены с проемами, такими, как двери и окна.
Пример 1.
Дано:
Звукоизоляция стены	^'w~ 44дБ
Звукоизоляция двери	Rf = 27дБ
Площадь стены, включая дверь >4W+T ~ 30м2
Площадь двери	Лт = 2,0м2
Требуется определить: величину звукоизоляции стены, включая дверь /?обш.
3.11. Определение оцененной величины звукоизоляции
Рис. 3.26. Диаграмма для определения величины звукоизоляции конструк-
ций с проемами
Решение:
Отношение =	=
Лт 2м
Разница в звукоизоляции
Стена — дверь
«4дБ - 27дБ = 17дБ
отсюда следует по диаграмме
Если считать, что R'^ = 44дБ, то следует:
^общ. = w “ 6дБ = 44дБ ~ 6дБ = 38дБ
^сбщ. — Av+T
Пример 2.
Требуется, чтобы /?об[ц = 46дБ
Рассчитано: /?'w = 53дБ
Существующая площадь Hw+T = 40м2
Существующая площадь Ат = 2,0м2
Требуется определить: R^
Решение:
Ачт _40м2 =20
2м	---___	отсюда следует по диаграмме
*'w- Лобщ. = 53дБ - 46дБ = 7дБ	Я^-Я^ЮдБ
Если подставить R\= 53дБ, то получим:
53дБ-Дг= 19дБ
R^= 34дБ
3.11.2.4.	Расчетный метод определения общей величины
звукоизоляции Яобщ
Общая величина звукоизоляции стены с дверью или окном рассчитывается
по формуле:
^общ.
=	-10-lgU +
АТ
л
^W+T
10 10
R'vj— звукоизоляция стены
Rj. — звукоизоляция двери
— площадь стены, включая дверь или окно
Ат — площадь двери или окна
Пример 1.
Стена с дверью
Дано:	2Tw=55flB
R^= 26дБ
Требуется определить:
Av+т 25м2
Лт = 2м2
3.11. Определение оцененной величины
Решение:
/U.=K-io-ig-
= 55дБ-101ё 1+
2м2
25м2
R^ =55дБ-101&
Ло6и1 = 55дБ-10-1£б4,47
Лс6щ. = 55дБ- 18,09дБ
= 37дБ
общ.
Пример 2.
Дано: Стена из HLz
р = 0,8кг/дм3
d = 24см
Площадь стены, включая дверь 32м2
Площадь двери 2,5м2
Звукоизоляция двери ЗОдБ
Требуется определить: Общую величину звукоизоляции стены, включая
дверь
Решение:
m' = d- р
т'= 0,24м • 820кг/м3 = 196,8кг/м2
^'w= 25 - Igm'— 12дБ
7?'w = 25 • lgl96,8 - 12дБ = 45дБ
^общ. ~~
^=45-10-lg 1
(	7 5м2
^=45-10-lg l+^-ЗО.б
jZM J
/ил45^-10^3’39
= 45дБ - 10 • 0,53дБ
Rr = 39,7дБ
общ. ’
Требуемая величина звукоизоляции двери (окна) рассчитывается по фор-
муле:
ПримерЗ.
Дано:	^/МЗдБ
Имеем: стена	р = 1,8кг/дм3
d = 24см
Av+t= 15м2
Лт = 2м2
Требуется определить: /?т
Решение:
m' = d - р
т' = 0,24м • 1720кг/м3 = 412,8кг/м2
R'w =25 -Igwf- 12дБ
A'w = 25 • lg412,8 - 12дБ = 53дБ
RT = 53дБ-10 -lg<
53d5-42d5	\
10 10	-1 +1
=53d£-10 1g-
Rr = 53дБ - 10 • IgRSClO1’1 - 1) + 1]
^ = 53дБ- 10 1g87,9
R^ = 53дБ - 10 • 1,94дБ = 33,6дБ = 34дБ
3.1L Определение оцененной величины звукоизоляции
3.11.2.5.	Краткая форма расчета звукоизоляции соединенных
конструкций
В большинстве случаев площадь стены по сравнению с площадью двери
очень велика, также и звукоизоляция стены велика по сравнению со звуко-
изоляцией двери.
Если справедливо:
>4w+t:A-10: 1
тогда величину оцененной звукоизоляции можно рассчитать по формуле:
^.=^+1015^
•	A'w — RT= минимум 15 дБ, т.е. звукоизоляция стены должна минимум на
15дБ быть выше, чем звукоизоляция двери.
•	Площадь стены, включая дверь должна быть минимум в 10 раз больше,
чем площадь двери.
По примеру 1:
Условие: /?'w - R^ = 55дБ — 26дБ = 29дБ > 15
Hw+T: А^ — 25м2: 2м2 = 12,5 : 1 > 10
А 6щ = 26дБ + 10 • lg25M2/2M2
/U = 26jiB+10 1gl2,5
^ = 26дБ+10 1,10
^общ.= 26дБ + 11дБ
^ = 37дБ
Расчет по примеру 2 в краткой форме:
Условие: R'^» R^ выполняется: 45дБ — ЗОдБ = 15дБ
Hw+T: Лр > 10 : 1 выполняется: 32м2: 2,5м2= 12,8 : 1
=JRT + 10-lg^±L
Аоб,ц. = ЗОдБ + 10 • 1ё32м2/2,5м2
JU. = 30flB+10 1gl2,8
= ЗОдБ + 10 • 1,1дБ = ЗОдБ + ПдБ = 41дБ
Определение величины звукоизоляции двери по примеру 3 в краткой
форме:
д^^+ioig^
Ат
42дБ = Aj. + 10 • lgl5/2
Аг = 42дБ-10 1ё15/2
Аг = 42дБ-10-0,88
Я^ЗЗ^дБ
Аг=ЗЗдБ
Сравнения показывают, что в большинстве случаев расчет в краткой
форме вполне возможен.
3.11.2.6.	Поправочные значения оцененной величины
звукоизоляции для фланкирующих конструкций
Таблица 3.4. Плотности для расчета звукоизоляции однослойных жестких на изгиб
стен из камня и плит
Плотность0 камней кг/м3	Плотность стены2)3)при применении	
	нормального раствора кг/м3	легкого раствора кг/м3
2200	2080	1940
2000	1900	1770
1800	1720	1600
1600	1540	1420
1400	1360	1260
1200	1180	1090
1000	1000	950
900	910	860
800	820	770
700	730	680
600	640	590
500	550	500
400	460	410
			—
°Если пустотные блоки укладываются отверстиями вверх, и отверстия заполняют-
ся песком или раствором, то необходимо плотность стены увеличить на 400 кг/м •
^Приведенные значения действительны для камней любых размеров.
3)Толщина растворных швов по DIN 1053.
Примечание: бетон и железобетон в расчетах звукоизоляции принимаются плот-
ностью 2300кг/м3
Таблица 3.5. Поверхностная масса штукатурки стен и потолка
Толщина слоя штукатурки мм	Поверхностная масса	
	Известково-гипсовой штукатурки кг/м2	Известковой и известково-цементной штукатурки или цементной штукатурки кг/м2
10	10	18
15	15	25
20	—	30
Таблица 3.6. Значения поправок Кг, к оцененной величине звукоизоляции R’^ жест-
ких на изгиб стен и перекрытий, разделяющих помещение при наличии фланкиру-
ющих конструкций со средней поверхностной массой т[т
Строка	Вид разделяющей помещенияконструкции	KL j в дБ для средней поверхностной массы т в кг/м2						
		400	350	300	250	200	150	100
1	Однослойные жесткие на изгиб стены и перекрытия	0	0	0	0	-1	-1	-1
2	Однослойные жесткие на изгиб стены с гибкими облицовоч- ными панелями	+2	+1	0	-1	-2	-3	-4
3	Массивные перекрытия с плавающей стяжкой или деревянным полом							
4	Массивные перекрытия с плавающей стяжкой и подвесным потолком							
3. Звук — зашита от шума
Таблица 3.7. Значения поправок KL j к оцененной величине звукоизоляции R’w для
двухслойных стен из гибких плит и для перекрытий по деревянным балкам, разделя-
ющих помещения при наличии фланкирующих конструкций со средней поверхно-
стной массой т'
L,m
Строка	Я'^перегородки или перекрытия для m'Lm около 300 кг/м2, дБ	KL 7 в дБ для средней поверхностной массы т 'Lrn в кг/м2						
		450	400	350	300	250	200	150
1	50	+4	+3	+2	0	-2	-4	-7
2	49	+2	+2	+1	0	-2	-3	-6
3	47	+ 1	+1	+1	0	-2	-3	-6
4	45	+ 1	+ 1	+1	0	-1	-2	-5
5	43	0	0	0	0	-1	-2	-4
6	41	0	0	0	0	-1	-1	-3
m'Lrn в кг/м2 -
Рис. 3.27. Диаграмма для определения средней поверхностной массы т’^
фланкирующих конструкций для перегородок из гибких плит или для пере-
крытий по деревянным балкам, разделяющих помещения
3.12. Многослойные конструкции (с двумя плотными
Необходимые для использования в таблицах 3.6 и 3.7 значения т' мо-
L.m
iyr быть получены с помощью диаграммы на рис. 3.27 или с помощью сле-
дующей формулы:
=
Пример 1.
Средняя поверхностная масса я?'Lm четырех фланкирующих стен:
m'Li — 150кг/м2	= 0,4;
m'L2 = 190кг/м2 =>у2 = 0,2;
wfL3 = 320кг/м2 =>у3 = 0,068;
т 'L 4 = 450кг/м2 => у4 = 0,024;
0,4 + 0,2 + 0,068 + 0,024
Z =-----------------------
4
= 0,173 =>	= 210кг/м2по диаграмме
По формуле:
К™
i--(150 “2-5 + 190 ~2’5 +320
-2,5 + 450 ~2,s)
-0,4
= 207,9кг/м2
Таблица 3.8. Значения поправок KL2 для оцененной величины звукоизоляции R'w
разделяющих помещения конструкций с гибкой облицовкой на относе, плавающей
стяжкой или деревянным полом или из двух гибких плит.
Количество фланкирующих гибких конструкций или фланкирующих конструкций с гибкой облицовкой на относе	KL,2
1	+ 1
2	+3
3	+6
Пример 2.
Двухслойная легкая перегородка из гипсокартонных плит с оцененной ве-
личиной звукоизоляции в 1TW= 46дБ.
Фланкирующие конструкции:
Наружная стена:	w l i= 2 Юкг/м2
Внутренняя стена: w?'L2 = 430кг/м2
Верхнее перекрытие:	т 'L 3 = 414кг/м2
Нижнее перекрытие не учитывается, так как имеет плавающую стяжку.
3. Звук — зашита от шума
™L,m =
= | • (230 2,5 + 430 25 + 414-2,5)
m'Lm — 308кг/м2
По таблице 3.7 фланкирующие конструкции не оказывают никакого вли-
яния на звукоизоляцию.
Пример 3.
Двухслойная стена, как в примере 2.
Фланкирующие конструкции:
Наружная стена:	т 'L} = 230кг/м2
Внутренняя стена:	т 'L 2 = 135кг/м2
Перекрытие по деревянным балкам: m'V3= 128кг/м2

= |  (гзо-2’5 +135 25 +128“2’5)
w'Lm= 147,4кг/м2
Оцененная величина звукоизоляции легкой перегородки
R’v = 46дБ — 6дБ = 40дБ
По таблице 3.7 следует применить поправку KL, = — 6дБ
3.12. Многослойные конструкции
(с двумя плотными слоями)
Однослойные (с одним плотным слоем) конструкции имеют границу при-
менения там, где требуется высокая степень звукоизоляции. Если требуется
обеспечить величину звукоизоляции 55дБ и более, то ее можно достичь толь-
ко с помощью многослойных конструкций.
Конструкции с двумя плотными слоями имеют преимущество в том, что
за счет воздушной прослойки, которая работает как пружина, можно ис-
пользовать меньшую поверхностную массу конструкции, и при этом мож-
но достичь еще лучших значений звукоизоляции, чем в конструкции с од-
ним несущим слоем.
Конструкции с двумя плотными слоями могут быть стенами, но также и
перекрытиями. В перекрытиях требуемая изоляция от воздушного шума,
кроме перекрытий по деревянным балкам, может быть в основном обеспе-
чена без проблем. В случае перекрытий защита от ударного шума ставит
перед проектировщиками еще большие задачи, чем при конструирований
стен.
3.12. Многослойные конструкции (с двумя плотными
Конструкции с двумя плотными слоями
состоящие из
двух гибких ПЛИТ
двух жестких
на изгиб плит
одной гибкой и одной
жесткой на изгиб
плиты
например
•	дсп
•	ДВП
•	Гипсокартонные
плиты
•	Дерево/фанера
например
•	Бетон
•	Кладка
•	Легкий бетон
например
•	Плавающая стяжка
•	Кладка с облицов-
кой на относе
•	Подвесной потолок
Динамическая жесткость
Двухслойные (с двумя плотными слоями) конструкции в большинстве име-
ют прослойку из изоляционного материала между прочными слоями, кото-
рая выполняет функции как тепло-, так и звукоизоляции. Тогда как для теп-
лозащиты роль играет коэффициент теплопроводности, для влагозащиты
— сопротивление диффузии водяного пара (величина д), для шумозащиты
решающей характеристикой является динамическая жесткость. Эта харак-
теристика дает сведения о внутреннем демпфировании звука при ударном
шуме в районе стяжки, а также при звукопоглощении в стенах и подвесных
потолках.
Чем меньше динамическая жесткость материала, тем больше:
•	действенность слоя изоляционного материала с точки зрения защиты от
ударного шума
•	действенность этого слоя с точки зрения звукопоглощения
С другой стороны изоляционной слой в уложенном состоянии тем боль-
ше сжат, чем меньше динамическая жесткость плит. Между сжимающей
нагрузкой и изоляционным действием поэтому часто приходится находить
компромисс:
р
_ динам.
>здесь
— динамическая жесткость
3. Звук — зашита от шума
Дшнам ~ Динамический модуль упругости
dL — толщина слоя изоляционного материала или расстояние между плита-
ми, м.
Пример:
Двухслойная стена с т' = 100кг/м2 на каждую панель с заполнением про-
странства между панелями (минеральный войлок) дает величину звукоизо-
ляции согласно диаграмме на рис. 3.27 R'^ = бЗдБ. Эта величина достигает-
ся, например, с помощью двух панелей из HLzW с р = 900кг/м3 и d=11,5см,
так как
т'= d' р
т’= 0,115м • 910кг/м3
т’= 104,6кг/м2 > т'^ = 100кт/м
Таблица 3.9. Динамическая жесткость Л1'изоляционных материалов.
Материал	Толщина мм	Динамическая жесткость при свободной укладке материала в стене в МН/м3	Динамическая жесткость при плавающих стяжках в МН/м3
Минеральный войлок	10		20
Стекловолокно	10		30
Кокосовое волокно	10		35
Полистирол	10		60...70
Древесно-изоляционные плиты	15		150
Плиты из пробковых отходов	15		150
Пробковые плиты, свободно уложенные	15		550
Древесноволокнистые легкие строительные плиты	25		200
Засыпка вспученной слюдой	30		170
Песчаная засыпка	40		300
Минераловолокнистые маты	30	3	
Минераловолокнистые плиты	30	4	
Пенопластовые плиты Древесно- вол окнистые	20	25...50	
плиты, мягкие	20	10	
Воздух	30	15	
Воздух	50	10			
3.12. Многослойные конструкции (с двумя плотными
3.12.1.	Резонансная частота fR
(частота собственных колебаний)
При двухслойных конструкциях говорят о резонансной частоте или частоте
собственных колебаний, когда оба слоя с большой амплитудой колеблются
вместе. Звукоизоляция в этом случае достигает своего минимума. При ре-
зонансной частоте колебания возбудителя колебаний (масса равны ко-
лебаниям приемника колебаний (масса т2). Пружинное действие здесь
возникает, как говорят, за счет системы масса-пружина.
Масса Пружина Система
4 ш'2
Передний слой
на относе
(облицовка)
Рис. 3.28. Система масса-пружина
Различают три фазы частоты:
Масса колеблется ниже частоты резонанса с другой массой, они колеблют-
ся так, как будто они жестко связаны.
/=А
Система колеблется в резонансной частоте, при этом амплитуда колебаний
приемника колебаний т2 больше, чем вызывающего это колебание иници-
атора mv
Масса m2 колеблется выше частоты резонанса; при этом ее амплитуда ниже,
чем амплитуда инициатора тг
3.12.2.	Резонансная частота ^двухслойной конструкции
со свободно вложенным в прослойку мягко пружинящим
изоляционным слоем
две гибкие плиты
две жесткие
на изгиб плиты
Одна гибкая и одна
жесткая на изгиб
плиты
'ffirfri ТОШ......
85
R А
т 2 — поверхностная масса облицовки на относе, или отдельной плиты из
двух одинаковых плит. Учитывается только поверхностная масса более тон-
кой плиты, потому что ее граничная частота менее выгодна для звукоизоля-
ции, чем у более толстой плиты.
— расстояние в свету между плитами (м)
Следует иметь в виду: Передняя плита на относе (облицовка) должна быть
установлена с более шумной стороны конструкции.
Пример 1.
Древесно-стружечные плиты
р = 700кг/м3; d = 22мм;
т'= 700кг/м3 • 0,022м = 15,4кг/м2
расстояние между плитами 3 см
f 85
д/15,4кг/м2 -0,03м
4= 125Гц
Кладка из кирпича
расстояние между плитами 6 см
=__________85_________
715,4ккг/2 -2-0,03м
Л = 88Гц
р = 1400кг/м3; d = 24мм;
т'= 1360кг/м3 • 0,24м = 326,4кг/м2
3.12. Многослойные конструкции (с двумя плотными
расстояние между плитами 3 см
340
расстояние между плитами 6 см
340
^326кг/м2 -2 0,03м
А = 76Гц
R д/326кг/м2 -0,03м
Л= 108Гц
Кладка с облицовкой на относе из древесно-волокнистой легкой плиты
р = 400kf/m3(HWL-плиты); d = 50мм;
т' = 400кг/м3 • 0,05м = 20кг/м2
расстояние между плитами 3 см
60
расстояние между плитами 6 см
Г	60
д/20кг/м2 -0,03м
/к = 77Гц
д/20кг/м2 • 2 • 0,03м
А=55Гц
Сравнение показывает, что с увеличением расстояния между плотными
слоями резонансная частота уменьшается. Так как коэффициент 2 под кор-
нем означает удвоение расстояния между слоями, он может с таким же эф-
фектом обозначать удвоение поверхностной массы.
Для резонансной частоты fR (частота собственных колебаний) максимум
в 85Гц для двухслойной конструкции со звукопоглощающей прослойкой
справедлива формула:
при двух гибких плитах:
т’- dL> 1, здесь яГ в кг/м2; dL в м.
при одной тяжелой жесткой плите и одной легкой гибкой плите:
т’- dL> 0,05
Из этих выражений для практики с достаточной точностью можно опре-
делить как поверхностную массу ттак и расстояние dL между плитами для
обоих случаев, причем очевидно, что двухслойная конструкция лучше од-
нослойной.
Пример 2.
Поверхностная масса:	т' = 25кг/м2
Расстояние между плитами:^ = 5см
т'- = 25кг/м2 • 0,05м = 1,25 > 1
Вывод: Двухслойная конструкция с точки зрения звукоизоляции более
выгодна, чем однослойная.
Пример 3.
Поверхностная масса:	т ' = 20кг/м2
Расстояние между плитами:^ = Зсм
tn' • dL = 20кг/м2 • 0,03м - 0,6 > 0,5
Вывод: Двухслойная конструкция с точки зрения звукоизоляции более
выгодна, чем однослойная.
Пример 4.
Поверхностная масса:	т'= 15кг/м2
Расстояние между плитами: d{ = Зсм
т ’ • JL = 15кг/м2 • 0,03м = 0,45 < 1
<0,5
Вывод: Двухслойная конструкция в этом исполнении с точки зрения зву-
коизоляции хуже, чем однослойная такой же массы.
Пример 5.
Поверхностная масса:	т' = 20кг/м2
Расстояние между плитами: dL = 2см
т'- JL = 20кг/м2 • 0,02м = 0,4 < 0,5
Вывод: Это исполнение конструкции так же с точки зрения звукоизоля-
ции хуже чем однослойная конструкция той же массы.
Примеры 2 и 3 показали, что при двух плитах разной жесткости, поверх-
ностная масса и расстояние между ними могут быть меньше, чем у одно-
слойных конструкций такой же толщины при одинаковой звукоизоляции.
3.12.3.	Связь изоляционного слоя с обеими плитами
по всей плоскости
Если изоляционный слой связан с обеими плитами по всем своим плоско-
стям (как бы запрессован между ними, но без сжатия), то динамическая
жесткость изоляционного слоя влияет в значительной степени на резонан-
сную частоту двухслойной конструкции.
две гибкие плиты две жесткие	Одна гибкая и одна
на изгиб плиты	жесткая на изгиб плиты
3.12. Многослойные конструкции (с двумя плотными
здесь S' — динамическая жесткость в МН/м3
т г2 — поверхностная масса более тонкой из двух плит
Пример 1. S'= 4 МН/м3 (мягко пружинящий материал, например, мине-
раловатные плиты)
ДСП:
р — 700кг/м3; d = 22мм; t/L= Зсм
т’= 700кг/м3 • 0,022м = 15,4кг/м2
у 15,4кг/л/
= 115Л/
Кирпичная кладка:
р = 1400кг/м3; d = 24мм; dL = Зсм
т'= 1360кг/м3 • 0,24м = 326кг/м2
А -900,
4МН/м3
326кг/м2
= 98Гц
Кирпичная кладка с облицовкой мягкой древесно-волокнистой плитой
на относе:
р = 400кг/м3 (легк. ДВП); d = 50мм; dL= Зсм
т '= 400кг/м3 • 0,05м = 20кг/м2
С 14П ММН/М3
fR ~ 160,----= 72Гц
V 20кг/м
Примеры показывают, что при мягко пружинящем изоляционном слое
с небольшой динамической жесткостью достигается почти одинаковые зна-
чения резонансной частоты, как и при свободной укладке изоляционного
материала.
Пример 2.
Как пример 1, только с заполнением прослойки, например, полистиролом
= 120 МН/м3.
ДСП:	Кирпичная кладка:
л - 225тЖ=б28гц	4  НИ=54бп<
3. Звук — зашита от шума
Кирпичная кладка с облицовкой мягкой древесно-волокнистой плитой
на относе:
/к=160^=392Гц
Примеры показали следующее:
•	Мягко пружинящие, полностью прилегающие к плитам слои изоляци-
онного материала с очень малой динамической жесткостью создают по-
чти такую же резонансную частоту, что и свободно проложенные мате-
риалы.
•	Изоляционные материалы с большой динамической жесткостью созда-
ют более высокие резонансные частоты и делают двухслойные конст-
рукции менее предпочтительными перед однослойными конструкция-
ми.
Сравнение трех конструктивных возможностей показало, что комбина-
ция гибкой и жесткой плиты дает самую низкую резонансную частоту и,
тем самым, уже при низких частотах превосходит однослойную стену.
Двухслойные стены тем эффективнее с точки зрения звукоизоляции,
чем ниже лежит из резонансная частота.
Резонансная частота тем ниже:
•	Чем тяжелее плиты (w’ стоит в формуле в знаменателе)
•	Чем больше расстояние между плитами (JL стоит в формуле в знамена-
теле)
•	Чем меньше динамическая жесткость слоя изоляционного материала
(чем она меньше, тем больше пружинное действие)
Чем меньше резонансная частота двухслойной стены, тем лучше эта сте-
на в смысле звукоизоляции. Для понижения резонансной частоты имеются
следующие возможности:
•	Повышение поверхностной массы и/или
•	Увеличение расстояния между плитами и/или
•	Уменьшение динамической жесткости изоляционного слоя.
Так как для расчета оцененной величины звукоизоляции имеют зна-
чения только уровни шума в диапазоне частот от 100Гц до 3150Гц, ре-
зонансная частота/R (частота собственных колебаний) должна лежать
ниже 100Гц.
3.12. Многослойные конструкции (с двумя плотными слоями)
Резонансная частота/R в зависимости от:
Масса
Звукоизоляция
Рис. 3.29. Резонансная частота в зависимости от поверхностной массы
Большая масса
Например
бетон
кирпичная кладка
легкий бетон
Малая масса
ДСП
легкие строительные ДВП
гипсокартонные плиты
Чем больше поверхностная масса, тем ниже резонансная частота
Динамическая жесткость изоляционного слоя
Звукоизоляция
Рис. 3.30. Резонансная частота в зависимости от динамической жесткости
изоляционного слоя
Малая динамическая
жесткость
Большая динамическая
жесткость
Например S = 4 МН/м3
5'= 100 МН/м3
Чем меньше динамическая жесткость изоляционного слоя, тем ниже
резонансная частота/^ (частота собственных колебаний).
Расстояние между плитами
Звукоизоляция
Рис. 3.31. Резонансная частота в зависимости от расстояния между плитами
Большое расстояние
Около 20 см
Малое расстояние
Около 2 см
Чем больше расстояние между плитами, тем ниже резонансная часто-
та4
Учет всех трех условий.
Рис. 3.32. Резонансная частота при учете всех трех условий
Оптимально большая масса, большое расстояние и малая динамичес-
кая жесткость заполняющего материала.
Если будут учтены все три условия оптимизации, то резонансная часто-
та будет лежать ниже критического уровня в 100Гц.
Величина звукоизоляции
Рис. 3.33. Сравнение: однослойные и двухслойные стены
Рисунок показывает:
До частоты f однослойные и двухслойные стены с точки зрения звуко-
изоляции — одинаковы. В диапазоне частот fx nof2 однослойные стены пре-
восходят по звукоизоляции двухслойные вследствие эффекта резонанса.
При резонансной частоте f (частота собственных колебаний/р колеба-
ния (амплитуды) обеих стен относительно друг друга максимальны. Звуко-
изоляция двухслойной стены достигает своего минимума.
Только начиная с частоты^, которая на практике примерно на 100Гц
выше резонансной частоты^, двухслойные стены дают большие значения
звукоизоляции, чем однослойные.
Чем ниже резонансная частота/^ тем скорее двухслойные конструк-
ции будут по звукоизоляции лучше, чем однослойные.
Для двухслойных стен действует конструктивное условие fR< 100Гц.
3.12.4. Расчетное определение величины звукоизоляции
двухслойных конструкций
Звукоизоляция от воздушного шума двухслойных конструкций тем лучше:
•	Чем тяжелее тяжелая панель (жесткая плита)
•	Чем более гибкой является отделочная плита на относе или подвесной
потолок (гибкая плита)
•	Чем больше расстояние между плитами
•	Чем менее жестко связаны обе плиты друг с другом (эластичная подвес-
ка потолка)
Для получения расчетной величины звукоизоляции двухслойных стен с
демпфированием за счет пустого пространства, заполненного минераловат-
ной плитой, действительна следующая приближенная формула:
~50-lg—+ 20-lg—+ 56дБ,здесь
4)
т'~ поверхностная масса в кг/м2 обеих плит
zn0 — относительная величина 300 кг/м2
dL — расстояние между плитами в мм
d0 — относительная величина 10мм
Пример 7.
Две стеновых панели d — 24см у каждой, р = 900кг/м3. Расстояние между
панелями dL = 5мм.
т'= 910кг/м3 • 0,24м • 2
т'= 436кг/м2 постоянно
. 436кг/м2 i , 5мм 1 _ог
=50-1g------——+ 201g-------+56дЛ
ЗООкг/jw2 Юлш
= 8,1дБ — 6,ОдБ + 56дБ
/?;=58дБ
Для сравнения: одна однослойная стена той же массы дает:
1TW = 25 • lg436 - 12дБ = 54дБ
Пример 2.
Как пример 1, но dL = 10мм
Удвоенное расстояние между панелями
n, i 436/сг/л?	10лш t
Rw =501g------——-+201g-------+56дЛ
300кг/м	10лш
R^ = 8,1дБ + 56дБ
^ = 64дБ
Пример 3.
Как пример 2, но dL = 20мм
Удвоенное расстояние между панелями

50.^436^
300кг/ м2
+ 20-1g
20лш
Ютил/
+ 563Л
J?'w= 8,1дБ + 6,0дБ + 56дБ
*; = 70дБ
Пример 4.
Как пример 3, но dL = 40мм
Удвоенное расстояние между панелями
Av
50.
300кг/ти2
+20-Ш—
10мм
+56дБ
A'w = 8,1дБ + 12,0дБ + 56дБ
fl'w= 7бдБ
Примеры показывают, что при удвоении расстояния между панелями
достигается прирост звукоизоляции на 6дБ.
Пример 5.
d{ = 30мм постоянно.
Масса т' = 100кг/м2
_п 100кг/м2 __ , 30мм
=50 1g---<—+20-lg— +560Л
300кг/л2 Юмм
«'w = -23,9дБ + 9,5дБ + 56дБ
Я; = 41,6дБ
Пример 6.
Как пример 5, но т'= 200кг/м2
Удвоение массы
3. Звук — зашита от шума
= 501g
200кг/м2
300кг/м2
+ 20-lg
30мм
10мм
+ 56ЭБ
7TW= —8,8дБ + 9,5дБ + 56дБ
7^=56,7дБ
Пример 7.
Как пример 6, но т' = 400кг/м2
Удвоение массы
7?w=50-Ig
400кг/м2
300кг/м2
+20-lg
30мм
10мм
+ 5бдБ
R'w~ 6,2дБ + 9,5дБ + 56дБ
7^=71,7дБ
Тогда как при однослойных стенах удвоение массы дает увеличение зву-
коизоляции на 7,5дБ при двухслойных стенах это увеличение составляет
15дБ.
Пример 8.
т'= 100кг/м2
dL = 10мм
7?w=50-lg
100кг/м2
300кг/м2
+ 20-lg
10мм
10мм
+5баь
7?'w = 32,1дБ
Сравнение: Однослойные с такой же массой: R'^= 38дБ. По DIN 4109 ВЬ/
1 при двухслойных стенах оцененная величина звукоизоляции R 'w может быть
получена также из суммы масс обеих панелей как для однослойных стен. При
полном разъединении швом между панелями в 13мм можно к таким образом
полученной величине добавить 12дБ.
Пример 9.
т'= 200кг/м2
dL = 20мм
7?w=50-lg
200кг/м2
300кг/м2
+ 20-lg
20мм
10мм
+ 56дБ
7^=53,2дБ
3.12. Многослойные конструкции (с двумя плотными
Как показывают примеры 8 и 9 при удвоении массы и расстояния между
панелями величина звукоизоляции может быть увеличена на 21,1дБ.
3.12.5. Конструкции стен с двумя гибкими слоями
-|. гипсокартонные
или древесно-
/?^=44дБ
Я'да = 38дБ
гипсокартонные-, г-древесно-волокнистые
плиты I | легкие строительные плиты
4.
8-	/Ц^50дБ
гипсокартонные
или древесно-
стружечные плиты
поперечные обрешетины

Для улучшения теплоизоляции на массивные стены наносятся слои теп-
лоизоляции, которые имеют также шумозащитное действие.
Ограниченное шумоза-
щитное действие:
Гибкая панель связана
со стеной дюбелями
Хорошее шумозащит-
ное действие:
Гибкая плита отделе-
на от жесткой. Во-
локнистая плита ра-
ботает как пружина.
Очень хорошее
шумозащитное дей-
ствие:
Жесткая на изгиб и
гибкая плиты разде-
лены волокнистой
плитой. Различные
изгибные жесткости.
Очень хорошее шумоза-
щитное действие:
Гипсокартонная плита
укреплена на деревян-
ных брусках которые
являются свободноне-
сущими, без связи со
стеной.
Малодейственная
шумоизоляция:
Бруски и дюбели
являются мости-
ками звука.
6.	—трубчато-пустотные стружечные плиты
Хорошее шумозащитное действие:
Песчаные частицы передают звуко-
вой импульс от частицы к частице.
Тем самым создается большое
внутреннее демпфирование в мате-
риале.
3.13. Ударный шум в перекрытиях
Шум от ходьбы по перекрытиям является особой формой корпусного шума.
О корпусном шуме говорят в том случае, когда строительные конструкции,
такие, как стены и перекрытия, получают прямой колебательный импульс.
Это может происходить вследствие закрывания двери, использования туа-
лета, домашних приборов, шумов в канализации, сверления или забивания
гвоздей в стену или перекрытие, но также особенно при хождении по пере-
крытию. Если перекрытие приводится в колебание за счет хождения, то го-
ворят об ударном шуме через перекрытие.
Ударный шум через перекрытие как особая форма корпусного шума яв-
ляется самой мешающей формой при прямой передаче звука.
3.13.1. Получение нормированного уровня
ударного шума
Для этого на испытуемое перекрытие устанавливается нормативная «тональ-
ная» машина, оснащенная пятью одинаковыми молотками весом по 500г
каждый. С помощью вала эти молотки поднимаются и в определенном рит-
ме свободно падают по одному на перекрытие. В помещении под испытуе-
мым перекрытием измеряется уровень шума в терциевых интервалах. При
3.13, Ударный шум в
этом согласно DIN 52210 определяющими являются только частоты от 100
до 3150Гц.
Нормальный уровень ударного шума рассчитывается по формуле:
Ln = Z + 10- 1gздесь
Л о
Ln — нормативный уровень ударного шума
L — измеренный уровень шума в помещении под перекрытием
Ао — эквивалентная площадь звукопоглощения помещения под перекрыти-
ем
А'о — относительная площадь звукопоглощения (Юм2)
Так как эквивалентная площадь звукопоглощения на практике не может
быть измерена непосредственным образом, ее получают через отношение
объема помещения ко времени ревебрации в этом помещении:
Л =	, здесь
V — объем помещения под испытуемым перекрытием
Т — время ревебрации в сек. в этом помещении
Величина Ао выражает, сколько м2 поверхностей помещения (стены, пе-
рекрытия, пол) с коэффициентом поглощения as = 1,0 было бы необходи-
мо, чтобы обеспечить одинаковый эффект звукопоглощения с существую-
щими поверхностями в помещении.
Формулы показывают, что эквивалентная площадь звукопоглощения тем
больше, чем
•	больше объем помещения (числитель)
•	меньше время ревебрации (знаменатель)
Пример 1.
Частота, Гц	100	125	160	200	250	315	400	500
L в дБ в помещении под перекрытием	67	66	64	63	62	58	52	47
Частота, Гц	630	800	1000	1250	1600	2000	2500	3150
£ в дБ	46	41	38	35	32	30	30	28
Пример:
Объем помещения:
Время ревебрации:
Размеры помещения:
Отсюда получаем:
V= 230м3
Т= 0,8с
l/b/h = 11/7/3
Ло= 0,163 • 231м3/0,8с = 47,0м2
Эквивалентная площадь звукопоглощения Ао = 47,0м2 с коэффициентом
звукопоглощения а3 = 1,0(= 100%) имеет такой же эффект звукопоглоще-
ния, как поверхность помещения А = 262м2.
Частота, Гц	Измеренная кривая, дБ	Сдвинутая относительная кривая, дБ	Разница, дБ
100	73,7	67	6,7
125	72,7	67	5,7
160	70,7	67	3,7
200	69,7	67	2,7
250	68,7	67	1,7
		Е 20,5:15= 1,4	
дБ
Рис. 3.34. Кривые ударного шума через перекрытие
3.13. Ударный шум в перекрытиях
Ln =£+10-IgA
Л
т /п г .л, 47,0м2
Д1,юо “ 67дБ + 101g— ~
£ ,|М = 67дБ + 6,7 = 73,7дБ	Д1,бзо 52,7дБ
£п.|25 = 72,7дБ	^8оо = 47,7дБ
\16о = 7О,7дБ	Амосе— 44,7дБ
^п.2оо— 69,7дБ	^1250 = 41,7дБ
А^ = 68,7ДБ	Д1,1боо— 38,7дБ
^з.5 = 64,7дБ	А1,2ооо — 36,7дБ
ад5	А1.2500 = 36,7дБ
^5оо = 53,7дБ	Auiso = 34,7дБ
После того как полученные значения нормативных уровней ударного
шума под перекрытием £п будут внесены в диаграмму, относительная кри-
вая должна быть сдвинута вниз или вверх до тех пор, пока среднее превы-
шение измеренной кривой над сдвинутой относительной кривой не соста-
вит 2дБ. Оцененный нормативный уровень ударного шума £'n w в виде одного
числа может быть прочитан на сдвинутой относительной кривой при час-
тоте 500Гц. В данном случае он составляет 64дБ.
Чем дальше вниз будет сдвинута относительная кривая частотной ха-
рактеристики, тем лучше перекрытие с точки зрения изоляции от удар-
ного шума. Сдвиг кривой вверх, наоборот, означает неудовлетвори-
тельную звукоизоляцию перекрытия от ударного шума.
В противоположность оцененной величине звукоизоляции £'w, которая
дает величину снижения звуковой энергии (высокое значение £'w => хоро-
шая звукоизоляция), оцененный нормированный уровень ударного шума
— это число, дающее представление об ожидаемых уровнях шума при дан-
ных частотах. На оси ординат, поэтому, стоит не величина звукоизоляции, а
Уровень шума. Это отражается также на характеристике относительной кри-
вой, которая зеркальна той, что отражает звукоизоляцию воздушного шума.
При низких, нами еще переносимых частотах допускаются более высокие
Уровни шума, чем при высоких.
более неблагопри-
ятные значения
ДБ
125	500	2000 Гц
250	1000
Частота f
Рис. 3.35. Диаграмма для ударного шума под перекрытием
Чем ниже величина L'n w —
тем лучше звукоизоляция от
ударного шума
125
250
500	2000 Гц
1000
Частота f
Рис. 3.36. Диаграмма для воздушного шума
Чем выше величина R 'w — тем
лучше изоляция от воздушно-
го шума
Диаграмма воздушного шума
Диаграмма выражает, что наше ухо менее чувствительно к низким часто-
там, чем к высоким. Поэтому и требования к величине звукоизоляции при-
мерно до 400Гц соответственно ниже, чем при высоких, мешающих нам,
частотах. Для высоких частот величина звукоизоляции должна быть боль-
ше.
Диаграмма ударного шума под перекрытием
До частот около 1000Гц допускаются относительно высокие уровни ударно-
го шума. Только для мешающих нам более высоких частот уровни ударного
шума под перекрытием должны быть меньше.
3.13.2.	Конструкции полов
Перекрытия всегда имеют вышележащие слои, на которых устраивается чи-
стый пол. Они могут состоять из:
•	Связанной стяжки — стяжка жестко соединена с несущим основанием.
•	Разъединяющей стяжки — стяжка отделена от основания пленкой.
•	Плавающей стяжки из различных стяжечных материалов, проложенных
в мокром виде (бетон, гипс, литой асфальт, магнезия) — стяжка подвиж-
ная и качающаяся, т.е. плавающая на основании и не имеет связи с пере-
крытием и стенами.
•	Плавающей стяжки проложенной в сухом виде (стружечные плиты, гип-
сокартонные плиты, фанерные плиты) — стяжка на сборных, передаю-
щих нагрузку связанных между собой (фальц, паз и пружина) элемен-
тах. Сухой стяжкой она называется потому, что устанавливается насухо,
без раствора.
Из этих «пирогов» мокрые плавающие стяжки улучшают звукоизоляцию
от ударного шума лучше всего.
Определяющим в этом улучшении является не сама плита стяжки, так
как из-за ее ограничений толщины поверхностная масса перекрытия будет
лишь незначительно увеличена, а в первую очередь — мягко пружинящая
звукоизоляционная прокладка. Чем меньше динамическая жесткость этой
прокладки, тем больше она способствует повышению звукоизоляции от
ударного шума. Однако тем больше и уплотнение звукоизоляционного слоя
под нагрузкой, что ведет к ухудшению звукоизоляции в течение срока экс-
плуатации.
Под динамической жесткостью понимают пружинное действие изоля-
ционного слоя под действием нагрузок, как например машины, мебель,
ходьба по перекрытию.
Не все несущие конструкции перекрытий одинаково ведут себя с точки
зрения звукоизоляции от ударного шума. Чтобы это отразить было введено
понятие об «эквивалентно оцененном нормированном уровне ударного
Шума под перекрытием, £п ». Уменьшение уровня шума, которое обеспе-
чивают конструкции стяжек под полы, но также и различные виды отделки
пола, и, особенно, мягко пружинящие материалы, как ковролин, обознача-
ется A£WR и называется величиной снижения ударного шума.
Справедлива зависимость:
£'	= L w D — A£WD, здесь
n.W.R n,W,eq,R W,R’
L'n	R — оцененный нормативный уровень ударного шума отделанного пе-
рекрытия, т.е. конструкции пола;
индексы: п — нормативный, W — величина; R — расчетная величина.
£ Weq R — эквивалентный оцененный нормативный уровень ударного шума.
Он дает представление о поведении в отношении ударного шума перекры-
тия без конструкции пола.
A£WR— величина снижения ударного шума, обусловлена конструкцией пола
и его отделкой.
Величина снижения уровня ударного шума вычитается потому, что ожи-
даемый уровень шума под перекрытием за счет нее будет меньше.
3.13-	3. Предварительное определение оцененного
нормативного уровня ударного шума L’n w R
На практике, как правило, необходимо перед строительством здания знать,
какие уровни ударного шума следует ожидать в помещении под перекрыти-
ем.
Чтобы это смочь определить необходимо:
•	иметь эквивалентный оцененный нормативный уровень ударного шума
£n w>eq r (уровень ударного шума без конструкции пола);
•	иметь величину снижения уровня ударного шума A£WR, которую дает
конструкция пола.
Для определения £nWcqR для перекрытий из железобетонных плит дей-
ствительна формула:
£nweqR =-351g—+ 164дБ , здесь
т0
т' — поверхностная масса в кг/м2
mQ — относительная величина 1 кг/м2
Пример
Железобетонная плита: d = 20см
т' = 2300кг/м3 • 0,20м = 460кг/м2
£n,W,eq,R = ~35 ’ ^460 + 164«Б = 70«Б
3.13. Ударный шум в
Таблица 3.10. Эквивалентный оцененный нормативный уровень ударного шума Ln Weq R
массивных перекрытий
Толщина бетонной плиты перекрытия, см	Поверхностная масса массивного перекрытия без констр. пола и штукатурки, кг/м2		
		без гибкого подвесного потолка	с гибким подвесным потолком
5	135	86	75
6	160	85	74
7,5	190	84	74
9	225	82	73
11	270	79	73
13	325	77	72
15	375	74	71
18	450	71	69
21	530	69	67
25	625	67	65
Штукатурка перекрытия, связанная стяжка, а также стяжки на раздели-
тельном слое увеличивают поверхностную массу и могут непосредственно
складываться.
Таблица 3.11. Величина увеличения звукоизоляции от ударного шума ALWR за счет
конструкции пола
Материал конструкции пола	А7ЛуквдБ
Цементно-, гипсо-, магнезиальные стяжки с поверхностной массой т’ > 70кг/м2, а также стяжки из литого асфальта*, с поверхностной массой т’ > 45кг/м2 и динамической жесткостью изолирующего слоя: 50МН/м3	20
* При применении стяжек из	S' = 40МН/м3 литого асфальта величина	S' = 30 увеличения звукоизоляции лежит	S' = 20 на 2дБ выше.	S’ = 15 S' = 10	22 24 26 27 30
Мягко пружинящие проложенные на лагах полы из стружечных плит с мин. 30 мм изоляционного материала Между лагами.	24
Материал конструкции пола	ААедвДБ
Древесно-волокнистые легкие строительные плиты 25мм с минеральным войлоком под ними 10мм.	34
Паркетный пол на пробке толщиной 20мм на битумном войлоке 7мм на легких древесно-волокнистых плитах 25мм	6 15 17
ПВХ-, линолеумные покрытия	13
ПВХ-покрытие с пенопластовой подкладкой	16
Ковролин: плитки d = 5мм	20
Ковролин: d — 8мм без вспененной основы со вспененной основой	24 28
Если при конструкции пола со стяжкой и чистой отделкой пола имеют-
ся 2 различных величины увеличения звукоизоляции от ударного шума,
например, плавающая стяжка и ковролин, то согласно DIN 4109 в расчет
принимается наибольшая величина AZWR.
Пример
Стяжка с AZWR = 22дБ
Ковролин с AZwr = 28дБ
=> величина улучшения AZWR = 28дБ
Таблица 3.12. Звукоизоляция массивных перекрытий (без констр. пола)
Наименование	Конструкция	Поверх- ностная масса, кг/м2	Оценен- ная ве- личина звукоизо- ляции в дБ	Эквива- лентный норма- тивный уровень ударного шума Ai,W,eq,R в дБ
Железобетон-	d~ 120мм	300	50	77
ное перекры-	/ / у <	' d = 140мм	350	51	75
тие	/ / /	d= 160мм	400	53	73
р = 2500кг/м3	d= 180мм	450	54	71
	/	/	s d — 200мм	500	55	69
	г d = 220мм	550	56	68
Наименование	Конструкция	Поверх- ностная масса, кг/м2	Оценен- ная ве- личина звукоизо- ляции вдБ	Эквива- лентный норма- тивный уровень ударного шума Ai,W,eq,R в дБ
Сборные пере- крытия по ж.б. балкам с пустоте- лыми вкладыша-		200 300	48 50	84 78
Ребристые перекрытия		250	48	76
Перекрытия с сидеритовыми вкладышами		250 300	48 50	80 78
3.14. Стяжка
Стяжкой называют подготовку для чистого пола поверх несущего перекры-
тия. Иногда она сама служит чистым полом. Первоначально она служила
для выравнивания перекрытия. Отсюда происходит ее немецкое название
Estrich (E-Strich = Egalitats-Strich), лат. astri.
3.14.1. Виды стяжек
Стяжка
Рис. 3.37. Связанная стяжка
Эта стяжка прочно связана с несущей плитой перекрытия. Поэтому она
Может иметь толщину только 2-3 см. Однако за счет ее прочного сцепления
с основанием она подвержена трещинообразованию. С точки зрения зву-
коизоляции она рассматривается как монолитная часть, совместная с несу-
3. Звук — зашита от шума
щей конструкцией перекрытия, т.е. ее масса просто складывается с массой
плиты перекрытия.
Рис. 3.38. Раздельная стяжка
Стяжка
Разделяющая прокладка
Эта стяжка называется так потому, что стяжка и плита перекрытия раз-
деляются разделительной прокладкой (пленка, картон). Таким образом
стяжка и перекрытие могут работать, каждый за себя. Трещины от напря-
жений в стяжке в большой степени исключаются. При определении звуко-
изоляции от воздушного или от ударного шума масса стяжки суммируется с
массой перекрытия.
----Чистый пол
----Стяжка
— Разделительный слой из 333-го
битумокартона, пленка
--- Перекрытие
Рис. 3.39. Плавающая стяжка
Свое название эта стяжка получила за счет своего колеблющегося (пла-
вающего) опирания на основание. Такое плавающее опирание осуществля-
ется за счет мягко пружинящего слоя между перекрытием и стяжкой. В пер-
вую очередь этот слой выполняет шумозащитную функцию, но также может
решать и задачи по теплозащите.
Чтобы достичь желаемой звукоизоляции и избежать мостиков звука изо-
ляционный слой должен состоять из двух слоев материала и, в случае во-
локнистых материалов, должен быть уложен в двух взаимно-перпендику-
лярных направлениях.
Для того, чтобы избежать проникновения свежего раствора стяжки в изо-
ляционный слой необходимо между стяжкой и изоляционным слоем про-
ложить слой картона или пленки с тщательно уплотненными краями. Од-
нако коэффициент паропроницания такого слоя должен быть не слишком
большим для того, чтобы избежать застоя влаги под пленкой. Это раздели-
тельное покрытие по бокам следует поднимать до чистого пола, чтобы в этих
местах раствор не затекал в звукоизоляционный слой. За счет горизонталь-
ного упругого слоя и боковых упругих полосок, отделяющих стяжку от стен,
стяжка может работать самостоятельно и передавать колебания, вызванные
ходьбой, на перекрытие в значительно ослабленном виде.
Чистый пол
----Стяжка
---Изоляционный слой, плиты из минерального войлока
----Разделительный слой из 500-го битумокартона
Рис. 3.40. Плавающая стяжка улучшенного типа
Если необходимо обеспечить особенно хорошую звукоизоляцию от удар-
ного шума, то двухслойная звукоизоляционная прослойка делается из двух,
различных по жесткости слоев (например, легкие строительные плиты из дре-
весного волокна S'= 200МН/м3 и стекловолокно S'= ЗОМН/м3). Кроме того,
укладка 500-го битумокартона на перекрытие также дает улучшение звуко-
изоляции. Битумократон лежит как бы на выступающих частях неровностей
перекрытия и образует под ним маленькие воздушные прослойки. Кроме того,
не будет мостиков звука, т.к. раствор стяжки никогда не попадает на пере-
крытие.
В жилищном строительстве по соображениям защиты от ударного шума
по перекрытиям всегда утраиваются плавающие стяжки. Действенность
плавающих стяжек зависит от:
поверхностной массы плиты стяжки
динамической жесткости изоляционного слоя
• величины и количества мостиков звука к несущей плите перекрытия и к
стене
Примеры с различной поверхностной массой.
Пример L Цементная стяжка (ZE)
р = 2000кг/м3
d = 45мм
Динамическая жесткость S' = 20МН/м3
Решение:
т'= 2000кг/м3 • 0,045м = 90кг/м2
Резонансная частота /R =	/т' = 160^/20/90 =75,4Гц
Пример 2. Как в примере 1, но толщина стяжки 80мм.
Решение:
w' = 2000кг/м3 - 0,08м = 160кг/м2
Резонансная частота /R =	= 160^20/160 = 56,6Гц
Чем больше поверхностная масса, тем ниже резонансная частота и тем
лучше звукоизоляция от ударного шума.
Примеры с различной динамической жесткостью S'.
Пример 3. Цементная стяжка (ZE)
р = 2000кг/м3
d = 50мм
Динамическая жесткость $’= 25МН/м3
(например, минеральный войлок)
Решение:
т'= 2000кг/м3 - 0,05м = 100кг/м2
Резонансная частота fR =	= 160^25/100 = 80Гц
Пример 4. Как в примере 3, однако изоляционный слой имеет динами-
ческую жесткость S'= 150МН/м3 (например, плиты из пробковых отходов)
Решение:
Резонансная частота fR = IGOES'/гп = 160^150/100 = 196Гц
3.15. Расчет перекрытий
Чем ниже динамическая жесткость S’ изоляционного слоя, тем ниже
резонансная частота и тем эффективнее изоляционный слой с точки
зрения звукоизоляции от ударного шума. Резонансные частоты долж-
ны быть обязательно ниже 100Гц.
Примеры показали, что с выбором изоляционного слоя с меньшей ди-
намической жесткостью можно достичь гораздо большего эффекта, чем с
помощью увеличения толщины стяжки.
3-14.2. Мостики звука
Мостики звука — это связи материала стяжки со стенами и перекрытиями.
Причем мостики между стяжкой и перекрытием дают гораздо большее ухуд-
шение звукоизоляции, чем мостики между стяжкой и стеной.
(D Перекрытие без мостиков
звука
© Перекрытие с одним мостиком
звука (около 3 см ф)
© Перекрытие с 10 мостиками
звука
© Перекрытие без плавающей
стяжки
© Перекрытие с 10 мостиками
звука, но с прокладкой 500-го
пергамина между перекрыти-
ем и звукоизоляционным сло-
ем
Рис. 3.41. Действие мостиков звука на звукоизоляцию
Для предотвращения мостиков звука со стеной необходимо, чтобы бо-
ковая полоса изоляционного материала вдоль стены поднималась бы выше
Поверхности стяжки. Чтобы избежать мостиков звука с перекрытием наря-
ду с отсутствием ошибок в работе необходимо, чтобы:
•	Изоляционный слой состоял из 2-х слоев плит изоляционного материа-
ла, уложенных взаимно перпендикулярно, так, чтобы избежать откры-
тых швов.
•	Изоляционный материал был покрыт разделительным слоем, который
не пропускал бы влагу, не разрушался бы влагой и был бы паропроница-
емым (не слишком большая величина д), а также был бы прочным при
механических воздействиях.
Пример обозначения изоляционного материала:
DIN 18165 - Min Р - Т20 - 040 - Bl - 20/15
Min — минеральный войлок
Р — в форме плит
Т — пригодный для звукоизоляции от ударного шума
20 — динамическая жесткость в МН/м3
040 — группа по теплопроводности
В1 — пожаростойкость = трудно возгораемый
20 — толщина в мм в ненагруженном состоянии
15 — толщина в мм в уложенном состоянии под нагрузкой
3.15. Расчет перекрытий
Пример L
Сборное ребристое перекрытие с поверхностной массой 200 кг/м2 и экви-
валентным нормативным уровнем ударного шума под перекрытием Zn w =
84дБ.
Состав пола:
Цементная стяжка (ZE): d = 50мм
Изоляция: HWL-Platte (ДВП-легкая) d = 25мм
Под ней минеральный фетр (войлок) d = 10мм
Решение:
По табличным значениям:
^n,W,R— ^n,W,cq — ^W,R
Z’nWR= 84дБ — 34дБ
Z'nWR = 5ОДБ < ДОП* £n,W,R = 53дБ ПО DIN 4109
=> Требование DIN — выполняется
Пример 2.
Сталекаменное перекрытие (с сидеритовыми вкладышами) с поверхност-
ной массой 250 кг/м2.
3.15. Расчет
Состав пола:
Паркетный пол на 7мм-ом битумном войлоке.
Решение:
По табличным значениям:
^n,W,R — ^n,W,eq ~ ^W,R
Гда=80дБ-15дБ
^n,W,R= 65дБ > Д0П* ^n.W,R = 53ДБ П° DIN 4109
=> Требование DIN — не выполняется
Пример 3.
Железобетонная плита d = 18см
Плотность р = 2500кг/м3
Плавающая стяжка с динамической жесткостью изоляционного слоя S’ =
20МН/м3
Ковролин: d = 8мм, основа — пенистый материал
Требуется определить: L'
Решение
т'= 2300кг/м3 • 0,18м = 414кг/м2
TnWeq = -35 • lgw'+ 164дБ = —35 - lg414 + 164дБ = 72дБ (плита перекры-
тия)
По таблице:
стяжка ALwr = 26дБ
ковролин A£wr = 28дБ
^n,W,R~ ^n,W,eq,R ~ HiaXALWR
Z/WR= 72дБ - 28дБ= 44дБ < доп. I'nWR = 53дБ по DIN 4109
=> Требование DIN — выполняется
3-15.1. Подвесные потолки под массивными
перекрытиями
Для улучшения звукоизоляции от воздушного и ударного шума решение
подвесных потолков имеет свое значение.
Двухслойные перекрытия.
Умеренная звукоизоляция. Жесткая на изгиб оболочка (несущая плита пе-
рекрытия) прочно, т.е. жестко связана с нижней оболочкой (подвесным по-
толком). Большие пустоты работают дополнительно как резонаторы.
3. Звук — зашита от шума
Штукатурка по драни
или гипсокартонные
плиты
Рис. 3.42. Двухслойные перекрытия
звукоизоляционного материала
штукатуркой или
Поперечная обрешетка на полосках---
сухой штукатуркой
звукоизоляционного материала
Рис. 3.43. Двухслойное покрытие
Очень хорошая звукоизоляция. Гибкая оболочка может колебаться неза-
висимо от жесткой оболочки, так как обрешетка и контр-обрешетка (попе-
речная обрешетка) разделены упругими полосками. Заполнение пустот мяг-
ким изоляционным материалом служит для звукопоглощения.
Упругие полоски особенно эффективны, если по меньшей мере обре-
шетка закреплена на контр-обрешетке с помощью пружинных бюгелей (под-
весок).
3.15.2. Перекрытия по деревянным балкам
Перекрытия по деревянным балкам из-за их малой поверхностной массы
имеют очень малую звукоизоляцию от воздушного и ударного шума. Одна-
ко вследствие увеличивающейся популярности дерева как экологически чи-
стого строительного материала перекрытия по деревянным балкам приме-
няются все чаще.
Если для новых перекрытий по деревянным балкам проблема защиты от
ударного шума относительно хорошо решается, в уже существующих пере-
крытиях из-за малых размеров сечений балок, а также из-за часто трудно-
сменяемого покрытия пола улучшение звукоизоляции встречает большие
трудности.
3.15. Расчет перекрытий
Закрытое перекрытие
по деревянным балкам
Открытое снизу перекры-
тие по деревянным балкам
Двухслойная конструкция
перекрытия по деревянным
балкам
Перекрытия по деревянным балкам могут быть подразделены на три слоя:
1.	Чистый пол: последний видный слой из дерева, пробки, ковролина, пли-
ток => величина улучшения звукоизоляции от ударного шума ALWH2.
2.	Надстройка: все слои поверх балок => величина улучшения звукоизоля-
ции от ударного шума AZWH.
3.	Несущая часть перекрытия: деревянные балки, включая нижний отде-
лочный слой потолка => эквивалентная нормативная величина уровня
ударного шума Ln и: L уровень, п — нормативный, W — величина, eq
— эквивалент, Н — дерево.
Для расчета величины звукоизоляции перекрытий по деревянным бал-
кам можно пользоваться следующими формулами:
Несущая часть перекрытия — надстройка — чистый пол
^n.W “ Al,W,eq,H ~ ^W,H — АДу,Н2
3. Звук — зашита от шума
с чистым полом
^n,W,eq ~ ^n.W.eq.H “ ^Av.H
без чистого пола
7TW~ 115дБ — A£nW
Пример:
Несущая часть перекрытия с £п н = 95дБ
Надстройка: A£WH = 27дБ
Чистый пол (ковролин, игольчатые плитки): AZWH2= 20дБ
Решение:
^n,W ^n,W,eq,H ^WJI ^W,H2
Ln w = 95дБ - 27дБ - 20дБ = 48дБ
7?'w~ 115дБ — 48дБ = 67дБ
Рис. 3.44. Пружинный бюгель (подвеска)
3-15.3- Эквивалентные оцененные величины
звукоизоляции от ударного шума под перекрытием L’n
и величины звукоизоляции от воздушного шума
перекрытий по деревянным балкам

>400
Л^=65дБ
А^ = 51дБ

ДСП со связями (паз-пружина)
Звукоизоляционные плиты
S’<15MH/m3
''-Сухой песок
ДСП d< 19мм
Несущие балки
Обрешетка на пружинном бюгеле
Гипсокартонные плиты, ДСП
или легкие строительные ДВП со штукатуркой
3.15. Расчет
Цементная стяжка
Звукоизоляционные плиты
S'<15MH/m3
>400
Гипсокартонные плиты, ДСП
ДСП
Несущие балки
Волокнистый изоляционный материал
d>50мм
Обрешетка на пружинном бюгеле
/{'и=65дБ
или легкие строительные ДВП со штукатуркой
4Жеч = 5ПБ
ДСП со связями (паз-пружина) d = 16мм
Бетонные плиты (тротуарные плиты)
мин. d = 50мм
Волокнистый изоляционный материал
30/25 мм
ДСП d = 16мм
jR'w=58£E
^ = ^Б
1--- Поглощающий слой в воздушной прослойке
Я мин. d = 100мм
I------ Обрешетка
— Гипсокартонные плиты, ДСП
или деревянная подшивка
---ДСП со связями (паз-пружина) d = 19мм
Волокнистый изоляционный материал d -
Лаги на упругих прокладках
Засыпка песком d = 45мм
ДСП d = 22мм
«;-59лБ
20мм
Волокнистый изоляционный материал
для звукопоглощения в воздушной прослойке,
I. d = 100мм
^ = 50дБ
Обрешетка
— Гипсокартонные плиты или деревянная подшивка
Стяжка: гипсовая 30мм
цементная 50мм
Мягкие волокнистые изоляционные плиты
d = 6мм
|й изоляционный материал 30/25мм
Бетонные плиты (тротуарные плиты)
мин. d = 60мм
Битумный войлок, волокнистый фетр
Л; = 55дБ
А^ = 50дБ
ДСП со связями (паз-пружина) d = 25мм
— зашита от шума
ДСП со связями (паз-пружина) d = 25мм
Несущие балки
Минеральная шерсть d = 120мм
Несущие балки для нижней части перекрытия
7?^=56дБ
^ = 57дБ
m mwAg&vmvm	кл
» ЖРОООМПЛЮН	s
Песчаная подсыпка
-------Пленка
---ДСП d - 25мм или гипсокартонная плита 2x9мм

ДСП со связями (паз-пружина) d = 25мм
Волокнистый изоляционный материал d = 25мм

Лаги на упругих прокладках
---Песчаная подсыпка 50мм
----Пленка
ДСП d = 25мм
Я;=52дБ
L т = 62дБ
n,W,eq
©
Z/у /у ' , 'у ,

- Цементная стяжка ZE d = 50mm
Волокнистый изоляционный материал 30/25 мм
ДСП или фанера d - 25мм
Л;.= 50дБ
L w = 66дБ
n,W,eq
ДСП d= 16мм
ДСП со связями (паз-пружина) d - 16мм
!й изоляционный материал 28/25 мм
Бетонные плитки мин. т’ = 120кг/м2
L w = 53дБ
n,W,eq
3.15. Расчет
---ДСП со связями (паз-пружина) d = 19мм
Песчаная подсыпка мин. 80мм
-------Пленка
—	Черный пол
—	Обрешетка (сплошная) или гипсокартонные
Я; = 45дБ
плиты d = 12,5мм
\^ = 66ДБ
ДСП со связями (паз-пружина) d = 19мм
____ Несущие балки
Волокнистый изоляционный материал мин.
d= 100мм
---- Обрешетка на пружинных бюгелях
Л; = 54дБ
Гипсокартонные плиты d = 12,5мм
L w = 62дБ
n,W,eq
I2J
ДСП d - 25мм
— Несущие балки
Волокнистый изоляционный материал мин.
d= 100мм
Гипсокартонные плиты, ДСП или фанерная плита
d = 12,5мм
л;=-
ДСП со связями (паз-пружина) d = 25мм
Бетонные плиты (тротуарные плиты) 50/50 см
d- 50мм
---Волокнистый изоляционный материал 30/25мм
А£да = 27дБ
3. Звук — зашита от шума
Л'и = 63дБ
^ = 53ДБ
ДСП со связями (паз-пружина) d - 25мм
Волокнистый изоляционный материал мин. d =
20мм
---Лаги на упругих прокладках около 40мм
А^у/.н 24дБ
-Песчаная подсыпка около 40мм
------Полиэтиленовая пленка
---ДСП со связями (паз-пружина) d = 22мм
Волокнистый изоляционный материал 30/25мм
— Бетонные плиты 50/50 см, мин. d = 50мм
приклеенные; поверхностная масса
т’ - 100кг/м2
АД^ЗОдБ
б?

ALWH = 32дБ
Стяжка из литого асфальта мин. d = 25мм
ДВП на битумно-вяжущем мин. d = 6мм
Кокосовое волокно, мин. d = 30мм
Бетонные плиты 50/50 см, приклеенные,
мин. d = 50мм
поверхностная масса т’ = 120кг/м2
* Бетонные плиты или бетонные камни со сторонами длиной макс. 40см на холод
ной битумной мастике, открытые швы между камнями, поверхностная масса МИ
нимум 140 кг/м2.
3.16. Окна
Если рассматривать фасады зданий с точки зрения воздействия различных
источников шума со стороны улицы (автомобили, люди), рельсовый транс-
порт (трамваи, железная дорога), воздушный транспорт (самолеты) и вод-
ный транспорт (лодки, пароходы), то окна окажутся в большинстве случаев
слабыми местами с точки зрения звукоизоляции. Если требуется уменьшить
влияние вышеназванных источников шума, то следует начать с окон.
Звукоизоляция окон в значительной степени зависит от:
•	толщины листового стекла
•	угла падения звуковых волн (волновые совпадения)
•	уплотнения швов и притворов
•	частоты звука
Как и для стен, для окон и остекления частоты совпадения (граничная
частота) вследствие волновых совпадений при косом падении звука играют
значительную роль.
Эффект волновых совпадений может быть ослаблен при двухслойном
остеклении тем, что выбирают стекла разной толщины. Таким образом,
можно в области волновых совпадений повысить величину звукоизоляции.
Граничную частоту (частоту совпадения) при обычном остеклении мож-
но рассчитать по формуле:
fcr
12000
d • sin2 р
здесь
d — толщина стекла в мм
Р — угол падения звука
Пример 1. Обычное остекление.
Толщина стекла d = 4мм
Угол падения звука = 45°; fi2 = 90°.
Решение:
г 12000
Gr 4 • sin2 45'
/Gr = 6000Гц
12000
4 • sin2 90°
/Сг = 3000Гц
3. Звук — зашита от шума
Пример 2. Обычное остекление.
12мм; ^=45°
Решение:
12000
/Gr ~ 12 sin2 45°
/Gr= 2000Гц
Частота f
Рис. 3.45. Частотная характеристика, включая провал в частотах совпадений
для листа стекла толщиной 12мм при различных углах падения звука
При двойном остеклении резонансная частота приблизительно может
быть рассчитана по формуле:
/с«1200,—+ —+— зпесь
Gr Vj dL </2’здесь
dL — расстояние между стеклами в мм;
dx и d2 — толщина обеих стекол в мм.
Пример 3. Двойное остекление.
Два стекла с dx = 4мм
d2= 8мм
JL= 12мм
Решение:
fcr = I200J-+—+- = 812Гц
Gr V4 12 8
Следует иметь в виду: также и для окон более тонкий лист стекла должен
быть установлен с более шумной стороны.
Также, как велико многообразие окон по остеклению и по конструкции,
также многочисленны и формулы для расчета оцененной величины звуко-
изоляции l?'w.
Простые окна с обычным одинарным листовым стеклом:
^=101g4-+37flB
do
Спаренные окна:
Я^ = 10 • lg-4-+15 • lg^=-+10 • Ig^-+39дБ + kR
do	do	do
Двойные раздельные окна в обшей раме:
R'w =101g4L+151g^+101g^-+39flB
do	do	do
Простые окна с изоляционным остеклением стеклопакетом с газовым
заполнением межстекольного пространства:
R'v,. = 10  lg4-+15 • lg^- + 39дБ + kR
do do
Простые окна co стеклопакетом (спаянное стекло) с газонаполненным
.межстекольным пространством:
= 10 • lg4+15 • lg4+10 	+46ДБ+kR
do do do
Простые окна co стеклопакетом с межстекольным пространством, за-
полненным воздухом:
я; =10-lg4-+151g^+38flB + fcR
do	do
3. Звук — зашита от шума
d{ — толщина тяжелого листа стекла в мм;
d2 — толщина более тонкого листа стекла в мм;
— толщина межстекольного пространства;
б/0 — относительная величина 10мм;
kR — поправочный коэффициент для перемычек рам.
Таблица 3.13. Поправочные коэффициенты kR
Оцененная величина звукоизоляции остекления	Поправочный коэффициент kRedS	
	для рамы =46дБ	для рамы =49дБ
40	-1,0	-0,5
42	-1,5	-0,8
44	-2,1	-1,2
46	-з,о	-1,8
48	-4,1	-2,5
50	-5,5	-3,5
Пример 4. Спаренное окно.
dx = 8мм; = 25мм
J2=4mm;	kR= 2,1
Решение:
К» = 10 • lg^ +15 • lg^ +10-lg++39дБ - 2,1
R'w = -1 + 6-4 + 39- 2 = 38дБ
Пример 5. Двойное раздельное остекление в одной раме.
d{ = 8мм;	t/L = 200мм
d2= 4мм;
Решение:
л; = 101g^+51g^+10 1й++39дБ
A'w = -1 +19,5 -4 + 39 = 53,5дБ
Пример 6. Простое окно со стеклопакетом, газонаполненное межстеколь-
ное пространство, запаянный стеклопакет.
dx = 8мм; JL= 12мм
J2=4mm;	&R=—2,1
3.17.
Решение:
= 10 • IgA+15 - 1g +10 • IgA+46дБ - 2,1
^'w=-l + 1,2 —4 + 46 — 2,1 = 40,1дБ
Как и при двухслойных стенах, в случае двойного остекления воздушная
прослойка имеет важное значение для повышения оцененной величины зву-
коизоляции. Она увеличивается при удвоении толщины прослойки на 4,5дБ
согласно формуле:
AAw=15 1gA
d0
3.17.	Двери
Тогда, как окна в наружных стенах являются самым слабым местом, двери
являются с точки зрения звукоизоляции слабыми местами во внутренних
стенах.
Эти слабые места заключаются в:
•	полотне самой двери (небольшая масса)
•	уплотнении дверного фальца
•	шели между полотном двери и полом
•	неплотностях рамы, в основном у дверных петель
Масса дверного полотна
Так же, как и в стенах для дверей звукоизоляция в значительной степени
зависит от поверхностной массы. Нормальные межкомнатные двери име-
ют поверхностную массу от 10 до 20 кг/м2. Отсюда по диаграмме на рис.3.26
их звукоизоляция составляет около 27дБ. Если нужно достичь более высо-
ких значений, то можно, например, заполнить трубчатые пустоты в пустот-
ных ДСП сухим песком, что позволит достичь величины звукоизоляции
около 37дБ. При этом рост звукоизоляции достигается не только за счет уве-
личения поверхностной массы, но также в основном за счет того, что зву-
ковой импульс передается от песчинки к песчинке и, тем самым, теряет свою
действенность.
Дальнейшее увеличение величины звукоизоляции возможно за счет при-
менения двухслойной конструкции двери. Оба слоя могут быть сделаны из
фанерных или древесно-стружечных плит разной толщины. При этом по-
лучаются поверхностные массы около 30кг/м2 с величинами звукоизоля-
ции от 35 до 40дБ. Такие тяжелые двери предъявляют повышенные требо-
вания не только к тем, кто ими пользуется (большие усилия для открывания
— закрывания), но так же и к дверной арматуре (тройной притвор, усилен-
ная арматура).
Уплотнение двойного фальца
При повышенных требованиях к звукоизоляции двери необходимо особое
внимание уделить конфигурации дверного фальца. Мягко пружинящие уп-
лотняющие полоски только тогда эффективны, когда с помощью арматуры
и запирания они запрессовываются в фальц вокруг всего дверного полотна.
Нижнее примыкание
Самое лучшее дверное полотно и полная герметизация фальцев не будут
иметь полного эффекта, если между полом и полотном двери будет про-
межуток. Как правило, сегодня в дверях не устраивают порогов, так, что
уплотнение должно происходить другим образом.
Нижнее уплотнение может обеспечиваться:
•	Шлейфовым уплотнением с помощью полоски резины. Оно, однако,
имеет недостаток в том, что возникает шум при открывании — закрыва-
нии двери.
•	Опускным уплотнением, когда дверь при запирании прижимается к полу.
Уплотняющий профиль из резины вставляется в нижнюю часть дверно-
го полотна.
два тонких слоя, связанных брусками
Рис. 3.46. Легкое полотно двери
К^ЭОдБ
круглые трубчатые пустоты заполнены
песком
Рис. 3.47. Полотно из ДСП с круглыми
пустотами R?- 37дБ
с различными по толщине слоями.
Промежуток заполнен минеральным
войлоком
Рис. 3.48. Двухслойное полотно
Лр-40дБ.
резино-
вая
сколь-
зящая
полоска
Шаль-экс
Рис. 3.49. Примыкание к полу с резино-
вой скользящей полоской или с устрой-
ством Шаль-экс (Schall-Ex)
3.18.
Рис. 3.50. Уплотнение двойным фальцем
Пространство между дверной коробкой и стеной
Передача шума через такие щели устраняется заделкой их минеральной ва-
той или запениванием уплотняющей пеной.
Особо высокие требования
С помощью соответствующих тяжелых дверей обитых стальными листами
величины звукоизоляции можно довести до 50дБ и более, как это требуется
для радио- и телестудий, а также для определенных залов заседаний. Если
нужно обеспечить еще более высокие значения, то можно применить две
раздельных двери.
3.18.	Лестницы
С точки зрения звукоизоляции лестницы и лестничные клетки представля-
ют собой большую проблему. Не только хотьба по ступенькам ведет к пере-
даче звука примыкающей стене, но также передача звука происходит через
связанную со стеной площадку. Для решения этой проблемы существует
много возможностей:
• Устройство лестничной клетки в двухслойных кирпичных стенах, при-
чем слои должны разделяться полностью друг от друга слоем из звуко-
изоляционного материала или мероприятиями согласно рис. 3.52 — 3.61.
Рис. 3.51. Лестница внутри двухслойных кирпичных стен; на площадке. Пла-
вающая стяжка; проступи на упругом основании
Ф Плавающая стяжка
@ Эластичное опирание лест-
ничного марша
3. Звук — зашита от шума
Одежда ступеней
Растворная подушка
Битуминизированная
мягко волокнистая
плита
Рис. 3.52. Упругое опирание одежды ступеней
Угловой элемент
ступени
Растворная подушка
Битуминизированная
мягко-волокнистая
плита
Рис. 3.53. Упругое опирание одежды ступеней
Длительно-эластичный шов
Сторона с кантом
Рис. 3.54. Устройство лестничного марша или площадки (разрез)
1—Изоляция боковой
полоской
---Стальной уголок
-----Одежда пола (ступеней)
Длительно-эластичный шов
Рис. 3.55. Лестничный марш без связи со стеной
-----Одежда пола (ступеней)
р— Растворная подушка
Плита марша
3.18. Лестницы
Рис. 3.56. Плавающая стяжка на площадке, а также упругое опирание лест
ничного марша
Рис. 3.57. Упругое опирание площадки
3. Звук — зашита от шума
Сборная часть консоли
Эластомер 20мм
Разделительная шовная полоска
HW 22/20
Антивибрационная
арматурная вставка
24
Разделительная шовная
полоска HW 22/20
Эластомер 20мм
Растворный шов-----
Полистирольный ----
пенопласт
Рис. 3.58. Соединение монолитной площадки с монолитной стеной лестнич-
ной клетки посредством антивибрационной арматурной вставки
Одежда пола (ступеней)
Рис. 3.59. Плавающая стяжка на плите площадки с присоединением к стене
—— Укрывная пленка
Изоляционный слой
Плита площадки
Рис. 3.60. Присоединение монолитного марша через антивибрационную
вставку к площадке
3.
‘ Шов из длительно-
эластичного материала
Площадка
— Опорная часть
Рис. 3.61. Присоединение монолитного марша через антивибрационную ар-
матурную вставку
3.19.	Водопровод
3.19.1.	Водопровод питьевой воды
Шумы возникают при открывании запорных вентилей (кранов) внутри
уменьшенного сечения арматуры, а не в самих трубопроводах, так как там
сечение всегда больше. Шумы передаются вдоль трубопроводов на стены и
перекрытия, на которых они закреплены. Упругое закрепление трубопро-
водов на стенах в упругих хомутах, упругая подвеска трубопроводов или
одежда труб изоляционным материалом в стенах действенны только тогда,
когда сами краны, в которых возникает шум, жестко связаны со стеной.
Хомут—
для трубы
Водопровод
Водопровод
Хомут для трубы —।
Упругое —- ।
опирание
(резина)
Рис. 3.62. Жесткое закрепление
Рис. 3.63. Упругое закрепление
Рис. 3.64. Упругое опирание и подвеска
Шумы в трубопроводах тем сильнее, чем больше скорость потока воды и ее
давление (напор). Чтобы напор не был слишком большим, требуется чтобы в
спокойном состоянии в трубе давление не превышает 5 бар (= 500кПа =
0.5МПа). Если имеет место более высокое давление, то необходимо в систему
врезать устройство для понижения давления. Спокойное состояние — это ког-
да все краны закрыты и вода не течет.
3-19.2. Трубопроводы канализации (водоотведение)
В трубопроводах водоотведения различают три вида источников шума:
1.	Шумы в падающих (вертикальных) трубах => падающие шумы.
2.	Шумы при изменении направления движения воды с вертикального на
горизонтальное, т.е. из падающих трубопроводов в собирающие трубо-
проводы (коллекторы) => шумы водяного удара.
3.	Шумы в коллекторах => текучие шумы.
Чтобы исключить такие мешающие шумы или, по крайней мере, их в
значительной степени ограничить применяются следующие мероприятия:
•	Правильная с точки зрения строительной акустики планировка (трубо-
проводы нельзя прокладывать у стен помещений, которые должны быть
защищены от шума).
•	Поверхностная масса стен, на которых закрепляются трубопроводы во-
доотведения, не должна быть меньше 220кг/м2.
•	В случае легких перегородок необходимо устраивать дополнительную
стенку на относе от перегородки.
•	Прокладка трубопроводов водоотведения должна быть осуществлена с
учетом защиты от корпусного шума.
•	Следует избегать слишком многих и слишком резких изменений направ-
ления движения жидкости.
Канализационные трубопроводы в помещениях, где необходима шумо-
защита, не должны прокладываться свободно, а должны располагаться в
штрабах в стенах и быть изолированы от стен оберткой звукопоглощаю-
щим материалом.
3.19.3	. Санитарное оборудование
Санитарное оборудование, такое, как ванны, душевые поддоны, унитазы, биде,
умывальные и кухонные раковины, должны при монтаже или упруго закреп-
ляться на опорах, или устанавливаться на плавающую стяжку. При навеске на
стены смывных бочков, биде или раковин, они должны закрепляться так, что-
бы не передавать корпусный шум в стены.
3.19.4	. Устройства отопления и климатизации
Котлы отопления, вентиляционные установки, тепловые насосы, а также
стиральные машины, сушильные машины и т.п. приборы должны устанав-
ливаться на упругих опорах или на плавающую стяжку.
Таблица 3.14. Требуемая величина звукоизоляции от воздушного и ударного шума
для защиты от передачи шума из чужих жилых помещений по DIN 4109
Стро- ка		Части зданий	Требования		Примечания
			Ястреб. дБ	Ястреб. дБ	
1. Многоэтажные здания с жилыми квартирами и рабочими помещениями.					
1	I		 		Перекрытия	Перекрытия под чердаками общего пользования, напр. сушильные помещения, кладовые, и подходы к ним	53	53 (Ю)	В зданиях, имею- щих не более 2-х квартир требования составляют: Ястреб. = 52дБ £’n.WTPe6‘ = 63ДБ
2		Перекрытия между квартирами (и лестни- цы, разделяющие квартиры), а также перекрытия между чужими рабочими помещениями и т.п. эксплуатационными единицами	54	53 (Ю)	Перекрытия между квартирами, которые отделяют друг от друга квартиры или квартиры и чужие рабочие помеще- ния. В зданиях, имеющих не более 2-х квартир, требование состав- ляет Ястреб. =52дБ
3		Перекрытия над подвалами, вестибюля- ми, лестничными помещениями, под помещениями для пребывания людей	52	53 (Ю)	Требование £’nW действительно только для переда- чи шума в чужие помещения для пребывания людей. Мягко пружиня- щие покрытия полов при выпол- нении требований могут не учиты- ваться.
4		Перекрытия над проездами, въездами в общие гаражи и т.п. под помещениями для пребывания людей	55	53 (Ю)	
3. Звук — зашита от шума
Стро- ка		Части зданий	Требования		Примечания
			Ястреб. ДБ	Г^реб. дБ	
5			Перекрытия	Перекрытия под/над игровыми и т.п. обще- ственными помещения- ми	55	46 (17)	Вследствие сильной передачи низких частот могут потребоваться дополнительные мероприятия по защите от корпус- ного шума.
6		Перекрытия под терра- сами и лоджиями над помещениями для пребывания людей	—	53 (Ю)	
7		Перекрытия под курти- нами и зимними садами	—	53 (Ю)	Требование касается только чужих рабочих помещений.
8		Перекрытия и лестницы внутри квартиры, имеющей два этажа	—	53 (Ю)	Требование касается только передачи зву- ка в чужие рабочие помещения. Мягко пружинящие покрытия пола мо- гут не приниматься в расчет
9		Перекрытия под ванны- ми комнатами и туалета- ми	54	53 (Ю)	
10		Перекрытия под прихо- жими	-	53 (10)	См. 8 и 9
11	Лестницы I	Лестничные марши и площадки		58 (5)	Требования к лест- ничным маршам в зданиях с лифтами и к лестницам в зда- ниях, имеющих не более 2-х квартир — не предъявляется.
12	I	Стены I	Межквартирные стены и стены между чужими рабочими помещениями	53		
13		Стены лестничных клеток и стены, отделя- ющие квартиры от вестибюлей	52		Для стен с дверьми действительно требование: /^(стены> = Л\1реб(ДВеРИ)+15дБ
3.19.
Стро- ка		Части зданий	Требования		Примечания
			Ястреб. дБ	дБ	
14	Стены	Стены рядом с проезда- ми, въездами общих гаражей	55		
15		Стены, отделяющие игро- вые или подобные обще- ственные помещения	55		
16	S а и	Двери вестибюлей или ле- стничных клеток, отделя- ющие их от квартир, об- щежитий или рабочих помещений	27		
17		Двери, которые отделяют вестибюли или лестнич- ные клетки непосред- ственно от жилых помещений (не через прихожие)	37		
2. Односемейные двойные дома и дома блокированного типа.					
18	Перекрытия 1	Перекрытия	-	48 (15)	
19		Лестничные марши и лестничные площадки, перекрытия под входны- ми вестибюлями		53 (10)	При однослойных стенах, разделяющих квартирные блоки, мягко-пружинящие материалы покрытия пола могут согласно требованиям Норм не приниматься в расчет.
20	Стены	Стены, разделяющие квартирные блоки	57		
3. Гостиницы.					
21	Перекрытия	Перекрытия	54	53 (Ю)	
22		Перекрытия под или над бассейнами для плава- ния, игровыми или подобными обществен- ными помещениями для защиты спальных помещений	55	46 (17)	Из-за усиленной пе- редачи низких частот могут потребоваться дополнительные ме- роприятия по защи- те от корпусного шума.
3. Звук — зашита от шума
Стро- ка		Части зданий	Требования		Примечания
			Ястреб. дБ	Г^рвб. ДБ	
23	I 	Перекрытия	Лестничные марши и площадки	—	58 (5)	Требования к лестничным маршам в зданиях с лифтами — отсут- ствуют
24		Перекрытия под вести- бюлями		53 (Ю)	Требования спра- ведливы только для передачи ударного шума в чужие поме- щения для пребыва- ния людей
25		Перекрытия под ванны- ми и туалетными с или без стока воды по полу	54	53 (Ю)	
26	| Стены	Стены между номерами, вестибюлями и номера- ми	47		
27	Двери	Двери между вестибюля- ми и номерами	32		
4. Больницы, санатории.					
28	Перекрытия	Перекрытия	54	53 (Ю)	
29		Перекрытия над/под бассейнами, игровыми или т.п. общественными помещениями	55	48 (17)	Из-за усиленной передачи низких частот могут потре- боваться дополни- тельные мероприя- тия по защите от корпусного шума
30		Лестничные марши и площадки	—	58 (5)	Требования к лест- ничным маршам в зданиях с лифтами не предъявляется
31		Перекрытия над вести- бюлями	-	53 (Ю)	
32		Перекрытия под или над ваннами и туалетами с или без стока воды по полу	54	53 (Ю)	Действительно толь- ко для звукоизоля- ции от ударного шума чужих рабочих помещений
3.
Стро- ка		Части зданий	Требования		Примечания
			Ястреб. дБ	Г „древ. дБ	
33	I 	 	 	 Стены	Стены между: •	палатами, врачебными кабинетами и комната- ми для обследования больных •	вестибюлями, холлами и этими помещениями	47		
34		Стены между: •	операционными и пе- ревязочными помеще- ниями •	вестибюлями, холлами и этими помещениями	47		
35		Стены между помеще- ниями интенсивной терапии и холлами и этими комнатами	37		
36		Двери !	Двери между кабинета- ми и помещениями для обследований, а также холлами	37		
37		Двери между: •	холлами и палатами •	операционными и по- мещениями интенсив- ной терапии •	холлами и операцион- ными и помещениями интенсивной терапии	32		
5. Школы и др. учебные заведения.					
38	Перекрытия |	Перекрытия между помещениями для занятий или подобными помещениями	55	53 (Ю)	
39		Перекрытия над или под холлами, вестибюлями		53 (Ю)	Требования действи- тельны только для пе- редачи шума в чужие помещения с пребы- ванием людей.
Стро- ка		Части зданий	Требования		Примечания
			Ястреб. ДБ	ГяВ?реб. дБ	
40	Перекрытия	Перекрытия между поме- щениями для занятий или подобными помещения- ми и “особо громкими” помещениями, какнапр., спортивными залами, му- зыкальными помещения- ми, производственными мастерскими	55	46 (17)	Из-за сильной передачи низких частот могут потребоваться дополнительные мероприятия для зашиты от корпус- ного шума.
41	Стены	Стены между помеще- ниями для занятий и подобными помещения- ми	47		
42		Стены между такими по- мещениями и холлами или вестибюлями	47		
43		Стены между такими по- мещениями и лестнич- ными клетками	52		
44		Стены между такими по- мещениями и “особо громкими” помещения- ми, как напр., спортив- ные залы, музыкальные помещения, мастерские.	55		
45	1 Двери	Двери между помещени- ями для занятий или по- добными помещениями и холлами (вестибюлями)	32		
3.19.
Таблица 3.15. Допустимые уровни звукового давления в защищаемых помещениях
от шумов инженерного оборудования и работы производственных предприятий
Строка	Источник шума	Вид защищаемого помещения	
		Жилые и спальные комнаты	Учебные и рабочие помещения
		Уровень звук, давления, макс. дБ	Уровень звук, давления, макс. дБ
1	Водоснабжение и водоотведение	35	35
2	Прочие виды инж. оборудования	30	35
3	Предприятия в дневное время: 6-22 часа	35	35
4	Предприятия ночью: 22-6 часов	25	35
Таблица 3.16. Требования по изоляции от воздушного шума наружных конструкций
Строка	Область уровня	Уровень наружного	Виды помещений		
			Палаты	Жилые	Помещения
	шума	шума вдБ(А)	в больницах и санаториях	комнаты в квартирах, номера в гостиницах и т.п. учебные помещения и т.п.	бюро и т.п.
			Треб. R'Wres наружных ограждающих конструкций в дБ		
1 2 3 4 5 6 7	J II III IV V VI VII	До 55 56 до 60 61 до 65 66 до 70 71 до 75 76 до 80 >80	35 35 40 45 50 По местным данным По местным данным	“	30 30 35 40 45 50 По местным данным	30 30 35 40 45 50
Поправочные значения для требуемой результирующей величины зву-
коизоляции по вышеприведенной таблице в зависимости от соотношения
Av+f/^g
Av+f/Aj	2,5	2,0	1,6	1,3	1,о	0,8	0,6	0,5	0,4
Поправка	+5	+4	+3	+2	+1	0	-1	-2	-3
AW4F — площадь наружной стены включая окна помещения для пребывания
людей
Ас — площадь пола соответствующего помещения
Таблица 3.17. Требуемая величина звукоизоляции треб. A’Wres комбинации наружных
стен и окон
Строка	Треб. R' r	litres в дБв	Величины звукоизоляции для комбинации стена/ окно дБ/дБ при процентном соотношении окон в %					
		10%	20%	30%	40%	50%	60%
1	30	30/25	30/25	35/25	35/25	50/25	30/30
2	35	35/30 40/25	35/30	35/32 40/30	40/30	40/32 50/30	45/32
3	40	40/32 45/30	40/35	45/35	45/35	40/37 60/35	40/37
4	45	45/37 50/35	45/40 50/37	50/40	50/40	50/42 60/40	60/42
5	50	55/40	55/42	55/45	55/45	60/45	-
Таблица справедлива для жилых зданий с высотами помещений около
2,50 м и глубине помещений 4,50 м или более.
3.20.	Определение общего уровня шума
Как уже было упомянуто при объяснении понятий, уровни шума не могут
просто складываться или вычитаться, а должны складываться и вычитаться
логарифмически.
3.20.1.	Многие одинаковые источники шума
Для сложения, или вычитания
•	многих
•	одинаковых
источников шума действительна упрощенная формула:
= А + ю • ign
£] — уровень шума источника, определяющего шумность
п — число источников шума
£общ — суммарный уровень всех источников шума
Пример 1.
Машина с уровнем шума бОдБ.
£общ = бОдБ + 10  Igl = бОдБ
Пример 2.
Две машины с уровнем шума по бОдБ каждая.
£общ = бОдБ + 10 • lg2 = бЗдБ
Пример 3.
Три машины по бОдБ каждая.
£общ = бОдБ + 10 • lg3 = 65дБ
Пример 4.
Десять машин по бОдБ каждая.
£общ = бОдБ + 10 • IglO - 70дБ
При двух одинаково громких источниках звуковая энергия удваивается,
однако человеческое ухо это воспринимает по-другому.
Повышение уровня шума на ЮдБ человек воспринимает как в два раза
более громкий звук. При наложении двух одинаковых отдельных уровней
шума общий уровень шума повышается только на ЗдБ.
Это действительно также и для двух источников шума на пороге слыши-
мости в ОдБ.
3. Звук — зашита от шума
Пример 5.
Два источника шума по ОдБ.
£общ. = 0дБ + 1°-1ё2 = 3дБ
Таким образом: ОдБ + ОдБ = ЗдБ
Это объясняется тем, что ОдБ не означает, что звуковое воздействие отсут-
ствует, а только то, что оно находится за порогом слышимости, т.е. не вос-
принимается человеком. Если будут действовать одновременно два таких
звуковых явления, то они будут слышимы человеком.
Далее справедливо, что 40дБ + 40дБ = 43дБ
80дБ + 80дБ = 83дБ
Пример 6.
В одном бюро 4 одинаковых установки создают уровень шума £общ = 66дБ.
Каков будет уровень шума, если отключить 3 установки?
L=L - 10-lg«
Zj - 66дБ - 10 • lg3 = 66дБ -10 • 0,48 = 61,2дБ
Пример 7,
Четыре установки создают уровень шума £о6щ = 66дБ. Каков будет уровень
шума если отключить 2 установки?
Zj = 66дБ - 10 • lg2 = 66дБ -ЗдБ = бЗдБ
3.20.2.	Многие различные источники шума
На практике редко встречаются случаи, когда в одном помещении имеются
только одинаковые источники шума с одинаковыми уровнем шума. Если
необходимо сложить вместе различные уровни шума в общий, то это следу-
ет делать по формуле:
Z^ =10ig(10°’1L‘ + ю0'1 +100’1 Li +...10°’|£"), где
Zj — Zn — уровни шума отдельных источников
Эту формулу можно применить и для одинаковых источников шума.
Пример 1.
Два источника шума на пороге слышимости с ОдБ каждый.
Zo6ih = 10  lg(10°’10 + 100’1 °) = 10 • lg(10° + 10°) = 10 • lg(l + 1) =
° Ш' = 10 • lg2 = 10 • 0,3 = ЗдБ
3.2L Шумозащита в градостроительстве
Пример 2.
Три одинаковых источника шума по 80дБ каждый.
L = 10 • lg( 100’1 ’80 + 100’1 ’80 + 100’1 ‘80) = 10 • lg(108 + 108 + 108) =
°Ш = 84,77дБ ~ 85дБ
Пример 3.
Три источника шума с = 90дБ; L2 = 50дБ; £3 = 75дБ.
£о6щ = 10 • lg( 100’1 •90 + 10°’1 ’50 + Ю0’1'75) =
ОШ’ = 90,14дБ ~ 90дБ
Пример 4.
Четыре источника шума с Lx = бОдБ; L2= 70дБ; £3 = 45дБ; £4 = 80дБ.
£общ = 10 • lg(100’’ 60 + IO0-1'70 + IO0-1'45 + 100’1’80) =
° Ш‘ = 10 • IgQO6 + 107 + 104’5 + 108) = 10 • lg(l, 1103 • 108) =
= 10 • 8,045 = 80,45дБ - 80дБ
Пример 5.
Самый громкий источник из примера 4: £4= 80дБ будет отключен.
£о6щ = 10 • lg(1001 60 + 100170 + 100’1'45) =
° Ш‘ = 70,43дБ ~ 70дБ
Пример 6.
Источники с £j = бОдБ и £3 = 45дБ по примеру 4 будут отключены.
£6щ = 10 • lg(100’170 + 100’180) = 10  lg(l, 10 • 108) = 10 • 8,04 =
° Ш = 80,41дБ - 80дБ
Уровнями шума источников, которые более чем на ЮдБ тише, чем
наибольший из них, при определении общего уровня шума можно
пренебречь.
3.21.	Шумозащита в градостроительстве
К ограждающим конструкциям, отделяющим здания и сооружения от внеш-
ней среды (таким, как например наружные стены, окна, крыши) наряду с
теплозащитными требованиями предъявляются также требования защиты
от наружного шума.
3.21.1.	Виды шума
Наружные шумы согласно DIN 4109 подразделяются на:
3. Звук — зашита от шума
1.	Транспортный шум
на улице: грузовики, легковые автомобили, мотоциклы, автобусы;
на рельсах: поезд, трамвай;
на воде: корабли, водный спорт;
в воздухе: самолеты.
2.	Производственный шум
Расчеты шумозащиты в градостроительстве проводятся по DIN 18005.
Эти расчеты ведутся в дБ (А), что учитывает некоторым образом чувстви-
тельность человеческого уха.
3.21.2.	Виды источников шума
Для наружного шума различают три различных типа источников:
1.	Точечные источники шума (машины, приборы).
В случае точечного источника шума эмиссия (излучение звука) проис-
ходит из одной точки. В качестве точечного источника можно также рас-
сматривать эмиссию шума с участка площади, наибольшая длина кото-
рого I составляет максимум 07, расстояния 5 до места эмиссии. В
большинстве случаев длина / — это диагональ. Место эмиссии — это ме-
сто возникновения шума, откуда исходит звук. Место имиссии — это
место расположения приемника (жилое здание, больница, общежитие).
Е - место эмиссии
I - место имиссии
S - удаление центра тяжести места
эмиссии от места имиссии (т.е. при-
емника, например первый ряд домов)
Этот промышленный район может
рассматриваться как точечный источ-
ник шума, если / < 0.7-S.
Если / > 0.7-S, то место эмиссии дол-
жно рассматриваться как плоско-
стной источник шума.
2.	Плоскостные источники шума (ремесленные предприятия и их комплек-
сы, промышленные зоны, торговые центры, стоянки автомобилей).
Плоскостные источники — это такие, у которых наибольший размер I
составляет больше, чем 0,7 удаления места эмиссии от места имиссии
/>0,7-5.
3.21. Шумозащита в градостроительстве
Уровень шума от плоскостного источника рассчитывается по формуле:
Л
Zw = Zw„ + 101g—, дБ, здесь
Л
Zw. — логарифмическая величина в среднем излучаемой с каждого м2 пло-
щади звуковой мощности в дБ/м2.
А — величина плоскостного источника шума в м2.
Ло — относительная величина площади в 1м2.
Можно принять:
для ремесленных предприятий и их комплексов Lw = 60дБ/м2
для промышленных зон Zw, = 65дБ/м2
Например, ремесленная зона, 800м2
Zw = 60дБ +101g	= 89<?£
1м
3.	Линейные источники шума (грузовики, легковые автомобили, железная
дорога, трамвай).
Линейным источником шума называют источники, излучающие звук по
своей длине. Это автомобили на дороге, железная дорога, трамвай. Уро-
вень звуковой мощности Zw рассчитывается по формуле:
Z^ Zy/ "f” 1Q 1g	»ДБ
*0
Zyp = ^m,25 + A^StrO + ^Zy + ^^Stg 17,6дБ
ЬтЛ5 = 37,3 +10 • lg[M • (1 + 0,082 - p)]
AZ-v = [23 - 3,5 •	+ 0,2 • p]- [lg(i> - 2)]
Zw — логарифмическая величина в среднем излучаемой с каждого м2 пло-
щади звуковой мощности в дБ/м2.
I — общая длина источника шума
Zo — относительная длина = 1м
Zm 25 — усредненный уровень на расстоянии 25м от середины источника при:
•	нерифленом литом асфальте
•	допустимой максимальной скорости в 100км/ч для легковых автомоби-
лей и 80км/ч для грузовых автомобилей при свободном распростране-
нии шума
М — плотность автомобильного потока в час (маш/час)
р — процент грузовых автомобилей от всего транспортного потока (%) (>2,8т
общего веса)
3. Звук - зашита от шума
Austro — поправочная добавка в зависимости от поверхности дороги
V — макс, допустимая скорость
А£у — поправочная добавка для различных макс, скоростей
A£Stg — поправочная добавка для подъемов
Таблица 3.18. Поправка AZStr0 для различных дорожных покрытий
Поверхность дороги	
Нерифленый литой асфальт Асфальтобетон Бетон или рифленый/вальцованный литой асфальт Мостовая с гладкой поверхностью Мостовая с негладкой поверхностью	0 -0,5 +1,0 +2,0 +4,0
Таблица 3.19. Поправка ALSlg для подъемов
Подъемы в %	АД^ дБ
>5	0
6	0,6
7	1,2
8	1,8
9	2,4
10	3,0
Для каждого следующего процента уклона	0,6
Промежуточные значения следует интерполировать	
Таблица 3.20. Примерные часовые значения плотности движения М и примерные
процентные соотношения грузовых автомобилей р (свыше 2,8т доп. общего веса).
Тип дороги	Днем с 6:00 до 22:00		Ночью с 22:00 до 6:00	
	М (авт./час)	Р(%)	М (авт. /час)	Р(%)
Федеральные автобаны	0,06 • DTV	25	0,014 • DTV	45
Федеральные автодороги	0,06 • DTV	20	0,011 DTV	20
Областные, районные дороги и между селениями	0,06 • DTV	20	0,008 • DTV	10
Дороги проселочные	0,06 • DTV	10	0,011 • DTV	3
DTV — средняя ежедневная плотность движения
3.21. Шумозащита в градостроительстве
Пример 1.
р = 35%, V— бОкм/час
Решение:
АД, = [23 - 3,5 • л/35 + 0,2  35] • [1g- (60 - 2)] = -2,06дБ
АД, = -2дБ
Пример 2.
Федеральный автобан; DTV = 3800авт./день; р по норме.
Решение:
Днем: М = 0,06 • 3800 = 228авт./ч; по нормер = 25%
Ночью:	М= 0,014 • 3800 = 53,2авт./ч; по нормер = 45%
Днем:1га25 = 37,3 + 10 • lg[228(l + 0,082 • 25)] = 65,7дБ
Ночью:™’ Zm25 = 37,3 + 10 • lg[53,2(l + 0,082 • 45)] = 61,ЗдБ
Пример 3.
Федеральная автодорога; DTV = 1700авт./час;
р — 25% днем; р = 30% ночью
Поверхность дороги: вальцованный литой асфальт.
Подъем дороги с уклоном 8%.
Допустимая скорость V= 80км/час
Требуется найти: уровень звукового давления Zw.
Решение:
Днем: М = 0,06 • 1700 = 102км/ч
Ночью:	М = 0,011 • 1700 = 18,7км/ч
Днем:1т25 = 37,3 + 10 • lg[102(l + 0,082 • 30)] = 62,8дБ
Ночью: ’ Zm25 = 37,3 + 10 • lg[ 18,7(1 + 0,082 • 30)] = 55,4дБ
Днем: ДД = (23 - 3,5^25 + 0,2  25)- (1g80- 2) = -1,01дБ
Ночью:	ДД = (23 - 3,5л/30 + 0,2  Зо)- (1g80 - 2) = -0,95дБ
Днем: £w =	+ ЛД(г0 + A£v + А£эд + 17,6дБ
£w = 62,8 + 1,0 - 1,01 + 1,8 + 17,6 = 82,2дБ
Ночью:	£w = 55,4 + 1,0 - 0,95 + 1,8 + 17,6 = 74,9дБ
3.21.3.	Шумозащитные стены
Во многих случаях невозможно снизить уровень шума за счет увеличения
расстояния до источника. Шумозащитные стенки или насыпи уменьшают
уровень шума у приемника и позволяют, таким образом, располагать жи-
лые районы ближе к транспортным коммуникациям.
Рис. 3.65. Шумозащитная стенка
Эффективность шумозащитной стены тем больше, чем больше величи-
на экранирования Z. Величина экранирования Z— это разница кратчайше-
го обходного пути над, или вокруг экрана и прямого пути от источника к
приемнику. Заметное снижение уровня шума наступает только тогда, когда
линия, соединяющая источник с верхом экрана, значительно превышает
место расположения приемника.
Z=A+B-C
Если а > h „ и /; > h то
ей	eiF
Z = ^L.fl+C
2 \а b)
Величину экранирования Z можно не только рассчитать, но и опреде-
лить с помощью диаграммы на рис. 3.66. Величины anb на диаграмме мож-
но менять.
Наряду с величиной экранирования Z определяющей характеристикой
снижения уровня шума за счет шумозащитной стены является величина кг.
k~he{f(a + b) 1
Как показывают примеры 1 и 2 (табл. 3.21) высокие значения величины
экранирования Z и, соответственно, высокое снижение уровня шума мож-
но достичь, если шумозащитная стенка возведена на небольшом расстоя-
нии от источника и приемника. Если, напротив, отрезки а и b большие (при-
меры 3 и 4) то можно обеспечить небольшие величины Z.
Если расстояния ам b оба большие (примеры 7 и 8), то можно достичь
только совсем малых значений Z, это значит, что для увеличения экраниро-
вания надо значительно повысить эффективную высоту стенки, напр. he{T~
6,0м.
3.21. Шумозащитпа в градостроительстве
Таблица 3.21. Величины ZnpH высоте экрана 2,0м и 3,0м при различных расстояниях
а и b по диаграмме
Пример		При heJf= 2,0м	При heff— 3,0м
		Z	Z
1	а = Юм b = Зм	0,9	2,0
2	а = 5м b = 4м	0,9	2,1
3	а = Юм b = 100м	0,23	0,5
4	а = Юм b = 500м	0,2	0,45
5	а = Юм b = 8м	0,45	1,о
6	а = 5м b = 500м	0,4	0,87
7	а = 30м b = 30м	0,13	0,3
8	а = 30м b = 100м	0,085	0,2
		При h = 6,0м	0,8
Пример 1.
Шумозащитная стена: а = 15м
b = 50м
hefT= 3,0м
к = 3,0(15 + 50) = 195м2
Решение:
По диаграмме Z= 0,4
п	7 - 3’°2
Расчетным путем: z
1 1
15 + 50
= 0,39
При этом получается снижение уровня шума AL:
для шумов на автодорогах 14,8дБ
Для шумов на рельсах 13,ОдБ
для промышленного шума 11,0дБ
3. Звук — зашита от шума
Рис. 3.66. Диаграмма для определения величины экранирования Z
Приведенный на диаграмме пример: а = \2м;Ь = 20м, Aefr= 2м, Z= 0,27м.
25
Рис. 3.67. Диаграмма для определения A£z для шумов уличного движения
Пример 2,
Для жилого района на плоском участке территории необходимо снизить вос-
принимаемую ухом шумовую нагрузку в 2 раза, т.е. уровень шума должен
быть уменьшен на ЮдБ (А).
Расстояние а = 12,0м; b = 30м
Какой высоты должна быть шумозащитная стена?
Решение:
Для а = 12м и b = 30м по диаграмме: Z= 0 ==> йеП= 2,3м
Расчетным путем: высота экрана

2 Z
ад
ll а b
2-0,3
1 lu-
ll 12 30
= 2,27м
3. Звук — зашита от шума
Уменьшение уровня шума AZz, которое обеспечивает шумозащитная сте-
на, можно определить по диаграммам на рис. 3.67, 3.70 и 3.71.
Если источник шума имеет уровень шума на 10дБ(А) ниже, то он вос-
принимается в два раза тише. На фасаде дома, противоположном источни-
ку шума можно без расчетов принимать уровень шума на 10дБ(А) ниже, чем
на шумной стороне, при условии, что шум не отражается на этот фасад ни-
какими другими плоскостями.
Лесопосадки
Густые лесопосадки с сильной кустарниковой порослью под кронами дере-
вьев дают ощутимое снижение уровня шума от 5дБ до ЮдБ. Условием явля-
ется постоянное наличие кустарниковой растительности под кронами и то,
что такие посадки расположены не далее 50м от источника и приемника.
Исходные данные при свободном распространении шума:
Расстояние: 25м от середины рассматриваемой полосы движения.
Поверхность дороги: нерифленый литой асфальт.
Скорости: легковые автомобили 100км/час; грузовые автомобили 80км/час.
Рис. 3.68. Усредненные значения уровней шума Lm 25 для уличного движения
3.22. Удаление от источника шума
Процент грузовых автомобилей р---
Рис. 3.69. Поправка AZv для различных допустимых макс, скоростей в зависи
мости от процента грузовых автомобилей р
Рис. 3.70. Диаграмма для определения Л£ для промышленных шумов.
3. Звук — зашита от шума
Рис. 3.71. Диаграмма для определения AZz для шумов железнодорожного и
др. рельсового транспорта
3.22.	Удаление от источника шума
Если приблизиться к источнику шума, то уровень шума увеличиться, и, на-
оборот, если удаляться от источника шума, то уровень шума будет умень-
шаться. Также и для расстояний в таких расчетах справедливо, что они вво-
дятся в расчет только в логарифмическом отношении друг к другу.
Действительны следующие формулы:
Для точечных источников шума, например, машина, установка:
2^
При увеличении расстояния: Z2 = Ц -201g—
Rl
R
При уменьшении расстояния: L2 = + 201g—
Rl
3.22. Удаление от источника шума
Для линейных источников, например, железная дорога, трамвай, авто:
При увеличении расстояния: Д _ Ц — 101g—
Д
2^
При уменьшении расстояния: £2 = £( +101g—-
R1
Здесь:
/?] — первоначальное расстояние
R2 — изменившееся расстояние
Д — первоначальный уровень шума
£2 — уровень шума после изменения расстояния до источника
Расстояние обозначается буквой R (радиус), так как звук распространяется
в пространстве в виде шара.
Пример 1.
Точечный источник шума дает на расстоянии 5,0м уровень шума 73 дБ. Ка-
ков будет уровень шума на расстоянии 10,0м?
L2 = Ц - 201g— = 73 - 201g^ = 73 - 20• 0,301 - 67дБ
jRj	5,0
Пример 2.
Точечный источник шума дает на расстоянии 18,0м уровень шума 82дБ. Ка-
ков будет уровень шума на расстоянии 9,0м?
' Ц = L. + 201g— = 82 + 20lg^ = 82 + 20 • 0,301 = 88дБ
R	9,0
Удвоение расстояния от точечного источника шума дает уменьшение
уровня шума на 6дБ. Уменьшение в половину расстояния дает повы-
шение уровня шума на 6дБ.
Пример 3.
Точечный источник шума на расстоянии 25,0м дает уровень шума 40дБ. Ка-
ков будет уровень шума на расстоянии Юм?
Ц =L +201g—=40 + 201g— = 48дБ
21 Л	10
Пример 4.
Точечный источник шума на расстоянии 5м дает уровень шума 82дБ. Какое
нужно выбрать расстояние, чтобы уровень шума составил 70дБ?
£,=£.-20^
А
70дБ = 82дБ-20-^-у-
201g^- = 82 - 70 = 12
1g/?2-lg5 = 12/20
lg R, = 0,6 + 1g 5 = 0,6 + 0,69897 = 1,29897
Т?2 = Ю1-29897 = 19,91м
Пример 5.
Точечный источник шума на расстоянии 40,0м дает уровень шума 68дБ.
Какое нужно выбрать расстояние, чтобы уровень шума составил 50дБ?
£,=£,-20^
50дБ = 68дБ - 20 • 1g
40,0
20к-^- = 18дБ
40,0
lg-^- = 18/20 = 0,9
40,0
-^ = 10ад
40,0
/?2= 317,73м
или
1g -^-=0,9
40,0
lg R2-lg 40 = 0,9
lg/?2-1,602=0,9
3.22. Удаление от источника шума
lg R2 -2,50206
R2 -IO2’50206 -317,73м
Пример 6.
Уровень шума дороги на расстоянии 25м от нее составляет 65дБ. Каков уро-
вень шума на расстоянии 50,0м от нее? (Дорога — линейный источник)
»	50
L2 = Д -101g^ = 65-101g — = 65-10lg2 = 65-3,01 = 62дБ
Пример 7.
Уровень шума дороги на расстоянии 30м от нее составляет 72дБ. Каков уро-
вень шума на расстоянии 15м от нее?
Ьг = L, +101g	=72 + 101g - 72 + 3,01 = 75дБ
Удвоение расстояния от линейного источника шума дает уменьшение
уровня шума на ЗдБ. Уменьшение расстояния в два раза дает увеличе-
ние уровня шума на ЗдБ.
Это показывает, что вследствие дефицита городской территории, в улич-
ном движении уменьшение шумового воздействия не всегда достижимо за
счет удаления района жилой застройки от улицы.
Пример 8.
Трамвай слышно на расстоянии 50,0м с уровнем шума в 42дБ. Какой уро-
вень дает трамвай на платформе на расстоянии 1,0м?
L, = L. + 101g	= 42+101g — - 42+10 • 1,699 = 59дБ
R	1,0
Пример 9.
Уровень шума на расстоянии 50,0м от автобана составляет 72дБ. На каком
удалении уровень шума падает на 25дБ?
зашита от шума
4=1,-101^
Л
47 = 72-101g
50,0
101g^- = 72-47 = 25дБ
50,0
-^- = 10v
50,0
Лг = 15811JK = 15,81км
или начиная с
1g Я2/50 = 2,5
lg/{2-lg50 = 2,5
lg R2 =4,1989
R2 = Ю41989 = 15811м = 15,811км
Уровень шума	Уровень шума
а	а
Уровень шума Уровень шума
а
2
Рис. 3.72. Уровень шума в зависимости от отдаления от источника
4.	Пожарная защита
4.1.	Пожар - пожарная безопасность
Под словом «пожар» понимают огонь, оставляющий ущерб в зданиях и со-
оружениях. Пожар, таким образом, — это огонь, приносящий ущерб. Пожа-
розащита, напротив, имеет целью сделать ущерб от огня, или возможного
огня, как можно меньшим. В пожарной защите различают:
•	предупредительную защиту: здесь речь идет с одной стороны о чисто стро-
ительной пожарозащите, с другой стороны — о мероприятиях, связан-
ных с установкой специальных приборов для предупреждения пожара.
К последним относятся огнетушители, встроенные спринклерные уста-
новки и прочие установки, предупреждающие пожар. При предупреди-
тельной строительной пожарной защите материалы, конструкции и
объемно-планировочные решения выбираются таким образом, чтобы
огонь не имел возможности возникнуть;
•	борьбу с огнем: к борьбе с пожаром причисляют все мероприятия, имею-
щие целью погасить уже развившийся пожар для того, чтобы уже по-
явившийся ущерб сделать как можно меньшим. Сюда относят все ме-
роприятия пожарных.
О пожарной безопасности говорят, если здание построено по правилам
предупредительной пожарозащиты. Так какпожарозащита относится к ком-
петенции земель ФРГ, то федеральные земли установили примерные стро-
ительные правила, в которых они во многом согласовали свои строитель-
ные законодательства. Пожарозащита распространяется не только на
строительный объект и его жителей, но и на соседнюю застройку и ее жите-
лей.
Пожарозащита имеет три компонента:
•	Строительные материалы: DIN 4102, часть 1
•	Строительные конструкции: DIN 4102, часть 2
•	Планировочное решение
Уже путем выбора материалов можно оказать влияние на пожарную на-
грузку. Под пожарной нагрузкой понимают сумму всех сгораемых материа-
лов в сооружении по их энергетической величине (кВт • ч/м2).
4.2.	Классы строительных материалов
4.2.1.	Несгораемые строительные материалы
DIN 4102 различает сгораемые и несгораемые строительные материалы. Не-
сгораемые относятся к классу строительных материалов А. Строительные
материалы этой категории — это материалы, которые нельзя зажечь, и ко-
торые не являются пожарной нагрузкой.
Класс А подразделяется на две группы:
А1: такие строительные материалы, которые не требуют особых доказа-
тельств их негорючести, как, например, гравий, песок, бетон, сталь,
пеностекло, каменные изделия.
А2: такие строительные материалы, которые в их основных составляющих
являются негорючими, они обладают незначительными по объему го-
рючими субстанциями, как, например, гипсокартонные огнезащитные
плиты d > 12,5мм, стекловолокно, полистиролбетон. Для этого класса
материалов за исключением огнезащитных гипсокартонных плит
(GKF-Platten), необходимо приводить доказательства (сертификаты,
результаты независимой экспертизы) их негорючести.
Также и негорючие материалы участвуют пассивно в процессе пожара,
хотя от них не исходит пожарной опасности, и они не поддерживают по-
жар. Из-за жара они изменяют форму, увеличиваются в объеме и, тем са-
мым, создают давление на другие строительные конструкции. Так как по-
жар — это химический процесс, то строительные материалы изменяют под
воздействием его не только свои физические характеристики, когда они
становятся мягкими или даже плавятся, но вследствие пожара образуются
новые материалы с другими свойствами, чем были первоначально.
4.2.2.	Сгораемые строительные материалы
У сгораемых строительных материалов оценивают следующие свойства:
•	как быстро строительный материал воспламеняется, т.е. какое время про-
ходит с момента начала воздействия огня или температуры, пока он не
начнет гореть;
•	как долго материал не теряет несущей способности после начала горе-
ния (статика);
•	каково дымообразование при горении материала => препятствие при
эвакуации и пожаротушении.
4.3. Отдельные строительные материалы
Для классификации горючих строительных материалов на переднем пла-
не стоит не сгораемость, так как горение присуще почти всем материалам, а
то, как быстро они воспламеняются.
Так различают:
Трудно воспламеняемые строительные материалы В1.
Эти материалы имеют свойство прекращать горение после удаления ис-
точника огня, как, например, гипсокартонные плиты GFK толщиной d <
12,5 мм, древесноволокнистые легкие строительные плиты на минераль-
ном связующем, дерево, пропитанное огнезащитными средствами — анти-
пиренами.
Нормально воспламеняющиеся строительные материалы В2.
В эту группу входят все горючие материалы, которые могут считаться
строительными материалами. Сюда относятся дерево, материалы из дере-
ва, битумокартон.
Легко воспламеняющиеся строительные материалы ВЗ.
К ним относятся такие строительные материалы, как солома => соло-
менные крыши, пенопласты => утеплитель, звукоизоляция, бумага => изо-
лирующий материал, а также складируемые материалы, такие, как солома,
сено, хлопок.
4.3.	Отдельные строительные материалы
Дерево
Дерево это испытанный и известный с давних пор горючий материал при-
числяется в нормальном состоянии к строительным материалам класса В2.
Фанера толщиной менее 2 мм из-за легкой воспламеняемости причисляет-
ся к классу ВЗ. С помощью химической обработки дерево может достичь
класса В1. Внутри пожарозащитного класса имеются различия в поведении
при пожаре. Так, например, 1м3 древесины в форме тонких кровельных пла-
стин (гонт) создает большую опасность воспламенения и, тем самым, боль-
шую пожарную опасность, чем 1м3 древесины в форме балок.
В случае пожара на дереве образуется слой древесного угля с плохой теп-
лопроводностью, который препятствует дальнейшему горению. При сжи-
гании дерева образуется СО и СО2, а если дерево обработано огнезащитны-
ми средствами или материалами для отделки поверхностей, то образуются
также опасные ядовитые газы.
В противоположность многим якобы «хорошим» строительным матери-
алам дерево — это строительный материал, который хотя и горит, однако
цепь молекул древесины под воздействием пожара не меняется, он облада-
4. Пожарная защита
ет хорошими теплозащитными качествами и не разрушается вдруг без пре-
дупреждающих симптомов. Обугленная поверхность затрудняет распрост-
ранение пожара. Тем не менее, дерево, существенно повышает пожарную
нагрузку.
Сталь
Сталь при резком повышении температуры, как например в случае пожара,
резко и сильно теряет прочность. Хотя сталь относится к негорючим мате-
риалам класса А1, без специальных защитных мероприятий она имеет ог-
нестойкость 0 минут, так как вследствие ее большой теплопроводности (Л=
бОВт/мчК), уже за 5 минут сталь нагревается до 500е. Это является так назы-
ваемой критической температурой для стали. Примерно через 10 минут с
начала пожара стальные конструкции складываются как карточный домик.
Сталь должна быть основательно защищена. Это может быть обеспече-
но за счет:
•	огнезащитной краски (обмазки)
•	обетонирования
•	оборачивания теплоизоляцией
Так как сталь не горит, она не повышает пожарную нагрузку, т.е. не спо-
собствует увеличению температуры пожара. Сталь сильно расширяется:
= 0,000012 м/м°С. Сталь расширяется на 1 м длины и на ГС роста темпера-
туры на 0,012 мм. Это означает, что при росте температуры на 500° расшире-
ние составляет 6мм на 1м строительной длины. Этому давлению не может
противостоять в случае пожара ни один материал.
Бетон
По своему субстантивному составу бетон считается негорючим материалом
класса А1, хотя он и имеет внутри себя сильно реагирующий на температу-
ру материал — сталь. Теплопроводность бетона составляет только 2,1 Вт/м •
К, а стали — 60 Вт/м • К, что при сильно армированных конструкциях и осо-
бенно в преднапряженных железобетонных элементах нельзя упускать из
виду.
Температурное расширение бетона и стали — напротив — почти одинаково,
что является одним из существенных предпосылок возможности объединения
этих двух материалов в новом материале — железобетоне
Класс огнестойкости зависит от размеров конструкции и, в особенности,
от величины защитного слоя арматуры. Если защитный слой арматуры слиш-
ком мал, то в случае пожара он отслаивается и отлетает. Сталь оголяется. По-
следствия этого те же, что и у незащищенных конструкций. Так как сталь
воспринимает силы растяжения при изгибе железобетонной конструкции и
должна воспринимать силы от изгибающего момента в перекрытии, то несу-
щая способность конструкции зависит от выполнения статических функций
арматуры. Бетонные и железобетонные конструкции не создают пожарной
нагрузки и не выделяют при высоких температурах токсичные (ядовитые)
газы*.
Алюминий
Алюминий — наиболее применяемый при отделке строительных сооруже-
ний цветной металл. Хотя этот металл сам не горит (А1), но в случае пожара
от него исходит определенная опасность. Его теплопроводность составляет
Л = 200Вт/мчК, т.е. она в 3 раза выше, чем у стали, а температура плавления
составляет уже 660°, что требует отдельного учета. Температурное расшире-
ние в два раза больше, чем у стали 0^= 0,000024 м/м°С.
Преимущество алюминия с точки зрения пожарной безопасности зак-
лючается в том, что этот металл в основном не выполняет статические фун-
кции, а применяется для окон, дверей, перил, облицовки, т.е. при внутрен-
ней отделке. Вследствие низкой температуры плавления от этого металла
исходит тем не менее опасность того, что жидкий металл капает вниз и рас-
пространяет тем самым пожар на нижележащие этажи и осложнят пожаро-
тушение.
Стекло
Стекло само по себе на основе своего сырьевого состава (кварц SiO2; сода
Na2CO3; известь СаСО3) является негорючим материалом (А1). Однако оно
имеет следующие недостатки с точки зрения пожарозащиты:
•	это хрупкий материал => быстро колется;
•	встраивается тонкими слоями (от 4 до 6мм);
•	имеет температурное расширение а( = 0,000009м/м°С, которого доста-
точно для того, чтобы разрушить хрупкий материал такой толщины =>
напряжение в оконных рамах;
•	светопрозрачный материал и поэтому прозрачный для тепловых лучей
=> общий коэффициент энергетического пропускания 0,8 означает, что
* В России огнестойкость конструкций выражается в минутах до потери конструк-
цией несущей способности, до потери целостности (например, до образования
сквозных трещин) и до потери теплоизолирующей способности (например, разви-
тие на противоположной от огня стороне стены температуры, при которой начина-
ется тление обоев в соседнем помещении).
4. Пожарная защита
80% приходящей на стекло энергии (преимущественно в виде теплового
излучения) будет пропущено остеклением.
Особые пожарозащитные стекла выполняются в виде двухслойного ос-
текления с прозрачной, установленной между стекол, пленкой. В случае по-
жара эта пленка вспенивается и делает остекление менее проницаемым для
излучения, а также создает охлаждение между стеклами.
Пластмассы
Пластмассы в строительном сооружении, а также и в отделке и оборудова-
нии помещений, больше не являются материалами, о применении которых
теперь раздумывают. Начиная от окон, подоконников, покрытия пола (ПВХ,
ковролин), отделки потолка, звуке- и теполизоляции, водопроводных и ка-
нализационных труб, изоляции труб, электропроводки, занавесей, кро-
вельных материалов до приборов, мебели и кончая расческой и зубной щет-
кой.
Поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен (ПЭ), полиуретан (ПУР) образуют
наиболее применяемые в сооружениях пластмассы. Пластмассы имеют низкую
температуру плавления, капают в случае пожара на жителей и пожарных и ус-
ложняют, тем самым, работы по пожаротушению. Поэтому пластмассы отно-
сятся к классу пожарной защиты В2 или даже ВЗ.
Некоторые пластмассы выделяют при пожаре токсичные газы, у ПВХ
газы соединяются с водой при пожаротушении и образуют соляную кисло-
ту (НС1).
4.4.	Строительные конструкции
Строительные конструкции это конструкции, выполняющие конкретно за-
думанные задачи в здании или сооружении. В противоположность строи-
тельным материалам строительные конструкции могут состоять из многих
материалов.
Стены	Колонны	Перегородки	Парапеты
Перекрытия	Столбы	Стеновые запол-	Трансформируе-
	Балки	нения при кар- касном строи- тельстве	мые перегородки Мобильные панели, разделя- ющие помещения
Конструкции в
виде пластин для
восприятия
вертикальных
нагрузок (от
перекрытий) и
горизонтальных
нагрузок (от
ветра)
Конструкции в
виде пластин,
которые и при
пожаре несут
только собствен-
ный вес и не
имеют функций
обеспечения
жесткости
здания. Ветро-
вые нагрузки они
должны переда-
вать на несущие
конструкции
Их задача состо-
ит в том, что они
должны препят-
ствовать рас-
пространению
пожара из одно-
го помещения в
другое. Речь
идет о перего-
родках, стенах
лестничных кле-
ток и т.п. Про-
емы в них долж-
ны проектиро-
Это внутренние сте-
ны, прорезанные
проемами, которые
не защищены огне-
защитными конст-
рукциями такого же
класса огнестойкос-
ти (обычные комнат-
ные двери)
вать при учете
воздействия по-
жара по мень-
шей мере с трех
сторон
Далее существуют еще специальные конструкции, такие, как огнезащит-
ные устройства у дверей, остекления, трубопроводов, шахт вертикальных
коммуникаций.
4.5.	Поведение строительных конструкций
при пожаре
В противоположность части 1 DIN 4102, которая классифицирует поведе-
ние при пожаре строительных материалов, в части 2 классифицируется по-
ведение при пожаре строительных конструкций. При этом играет роль то
время, в течение которого конструкция должна выполнять возложенную на
нее задачу.
Задача	Выполнение задачи
Статическая несущая функция	Строительная конструкция под нагрузкой не должна разрушать- ся в течение этого времени при двухстороннем воздействии тем- пературы пожара. В случае стальных колонн температура ни в одном из мест не должна превысить 500°С => критическая тем- пература. Статически нагруженные конструкции должны в те- чение предписанного времени выдерживать воздействие не только огня, но и воды при пожаротушении (сталь, бетон).
Не несущие	Такие конструкции не должны разрушаться под воздействием собственного веса
4. Пожарная защита
Задача	Выполнение задачи	
Ограждаю- щие помеще- ния	Со стороны пожара	i	Со стороны, проти- строительные	1 .	воположной пожару конструкции этой	J >	ватный тампон не категории в первую	1 (*}	должен воспламе- очередь должны	1 V няться препятствовать	Г /	1	W Температура в тече- распространению	1 ( Р И	 ние предписанного огня и его переходу в	Требования времени не должна соседние помеще-	ни в одном месте сте- ния-	ны превысить 180°С, а в среднем не долж- на превышать 140°С.	
4.5.1.	Классы огнестойкости
Для определения длительности сопротивления огню испытуемые объекты
помещаются в пожарную камеру и подвергаются воздействию температур в
соответствии с диаграммой.
Рис. 4.1. График стандартного нарастания температуры по времени (ЕТК)
V — температура в пожарной камере в °C
Ро — температура образца в начале эксперимента в °C
Л V= V— => прирост температуры в случае пожара
t — время воздействия в минутах
Следует отметить, что на вертикальной оси (оси ординат) откладывают-
ся не температуры, а разность температуры между температурой пожара и
исходной температурой.
По классу материала нельзя однозначно определить класс огнестойкос-
ти. Сталь, как строительный материал класса А1 не горит, она никогда не
4.5. Поведение строительных конструкций при пожаре
является причиной пожара и не создает пожарной нагрузки. Однако, если
она подвергается воздействию высоких температур, то конструкции из нее
складываются без предупреждения как карточный домик. Этой, так назы-
ваемой критической температуры она достигает уже при 500°С, а преднап-
ряженные стальные конструкции — при 350°С. Под критической темпера-
турой (Ткрит) понимают температуру в случае пожара, при которой
понижающийся от воздействия жара предел текучести стали становится
ниже существующего напряжения в конструкции.
Этого состояния по кривой ЕТК сталь достигает уже через 6 минут. Че-
рез 10 минут температура достигает уже 650°С. Критическая температура
уже превышена. 10 минут означают, что сталь из-за ее большой теплопро-
водности (Л = бОВт/мЧК) и своего чувствительного к температуре молеку-
лярного строения не достигает и самого низкого класса огнестойкости F30
Таким образом, несущие стальные элементы никогда не должны устанав-
ливаться в незащищенном состоянии.
Рис. 4.2.
Пожарные испытания древесины показали, что сгорание сечения состав-
ляет 1мм в минуту, и что при воздействии пожара не происходит никаких
изменений в ее молекулярном строении. Единственным следствием явля-
ется уменьшение сечения. Если хотят достигнуть в деревянных конструк-
циях соответствующего предела огнестойкости, то необходимо выбирать со-
ответствующие большие размеры сечений элементов.
Для обгорания предназначены 90 мм древесины с каждой стороны стой-
ки => предел огнестойкости составляет 90 минут, стойка в незащищенном
виде имеет класс огнестойкости F90.
Рис. 4.3. Предел огнестойкости необработанной антипиренами деревянной
стойки
Рис. 4.4. Деревянная балка после пожара
Таблица 4.1.
Сорт стали		Критическая T, °C
Вид стали	Класс стали	
Арматура бетона	По DIN 1045	500
Напряженная сталь	St 835/1030	500
Напряженная сталь	St 1080/1230 St 1325/1470	450
Напряженная сталь	St 1375/1570 St 1470/1670 St 1570/1770	350
Поведение строительных материалов
при пожаре DIN 4102, часть 1
Негорючие строительные
материалы А
... :—  t    . ------
Негорючие
строительные
материалы без
или с незначи-
тельными
органическими
зключениями
А1
Асбест, метал-
лы, песок,
гравий, глина,
бетон, раствор,
пемза, вспучен-
ная глина,
перлит, стекло,
пеностекло,
кирпич, гипс,
каменное литье,
минеральный
войлок
Негорючие
строительные
материалы,
которые
содержат
горючие
материалы,
часто с органи-
ческими
составляющи-
ми А2
Г ипсокартон-
ные огнезащит-
ные плиты d>
12,5 мм,
стекловолокни-
стые маты,
стекловолокни-
стые плиты,
полистиролбе-
тон
Пожарозащита
Горючие материалы В
L -Г				"  !
Трудно воспла- меняе- мые В1		Нормаль- но вос- пламеня- емые В2		Легко воспламе- няемые ВЗ
Гипсокартон-	Дерево и	Дерево и
ные огнеза-	древесные	древесные
щитные плиты	материалы	материалы d
d<12,5 мм,	d>2 мм,	< 2 мм
минерально-	облицовка	(фанеров-
связанные	плитками	ка), древес-
древесно-	ПВХ,	ный войлок,
волокнистые	кровельный	хлопок,
легкие плиты,	картон	бумага,
синтетические		солома,
плитки,		сено
плексиглас,
материалы,
обработанные
огнезащитны-
ми средства-
ми
I
Поведение строительных конструкций при
пожаре DIN 4102, часть 2
Огнестойкость		Применяемый в конструкции материал		Краткое обозна- чение
Класс	Время, мин.	Сущест- венные состав- ляющие части	Прочие состав- ляющие части	
F30	£30	В	В	F30B
F60	£60	А	В	F60AB
F120	£120	А	А	F120A
В течение времени огнестойкости функции
конструкций (несущие и ограждающие) не дол-
жны быть нарушены.
Существенные составляющие части: несущие
конструкции, элементы жесткости, рамные кон-
струкции (каркасы) легких стен и перекрытий
Прочие составляющие части: штукатурки, де-
ревянные обшивки, облицовки
4.5 Поведение строительных конструкций при пожаре 433
						
Воздей- ствие пожара					Применяе- мые материалы	
ОДНС мног	>сторс остор ' > Z 2 /		»ннее оннее	Сталь, бетон, каменная кладка, дерево, утеплитель		
четыоехстороннее
Время огнестойкости
----------1----------
зависит от
I__________
трехстороннее
Пожарная	1	Примыкание
нагрузка	i	швы,
Масса (в	।	опирание
основном у	
деревянных	
конструкций,	
но также и у	
железобетон-			S.
ных конструк-	V
ций)	и
Степень	
тонкости
(толщина)
сжатых
элементов
(колонн),
расстояние в
осях между
арматурой
_ 1				
Статическая система		Статический коэффици- ент исполь- зования
Статически определимые, статически неопредели- мые системы, одноосная, двухосная передача нагрузки, защемление		Коэффициент использова- ния прочнос- ти применен- ных строительных материалов, как следствие внешних нагрузок
А	А А	'	А		
т		|
Устройство облицовок и покрытий		Защитный слой бетона
Облицовка стальных конструкций, дерева, подвесные потолки, облицовки на относе, огнезащит- ные покраски стальных элементов, вспениваю- щиеся в случае пожара и теплоизоли- рующие стальные детали		Хотя бетон еще относи- тельно хорошо проводит тепло, но он все-таки дает гораздо лучшую теплозащиту, чем сталь. Защитный слой бетона 90 мм может обеспечить конструкции класс огне- стойкости F180
434 4. Пожарная защита
4.5. Поведение строительных конструкций при пожаре
К критериям, требующим выполнения для отнесения к тому или иному
классу огнестойкости, относятся
F30 и F60:
•	Препятствие для перехода огня из помещения в помещение.
•	Ватный клубок не должен загораться на стороне стены (перегородки),
противоположной воздействию огня, и, тем самым, не будет перехода
огня из помещения в помещение.
•	Ограждающие конструкции на противоположной от огня стороне не
должны нагреваться более чем на 180°С и в среднем не более, чем на
140°С.
•	Несущие конструкции не должны в течение этого времени разрушаться
при воздействии расчетных и допустимых эксплутационных нагрузок, а
ненесущие не должны разрушаться от собственного веса.
•	Несущие стены с проемами не должны в течение этого времени разру-
шаться под расчетной нагрузкой при двухстороннем воздействии огня.
•	При статически определимых конструкциях, работающих на изгиб (пе-
рекрытия) скорость прогибания не должна превышать величины kf/kt=
/ 2/9000 • h в течение срока воздействия огня 30 мин.
Здесь &f/&t — скорость нарастания прогиба в см/мин.
/ — расстояние между опорами в см
h — статическая высота конструкции (сечения) в см
F90:
F120:
F180:
Для этого класса огнестойкости кроме требований к конструкциям клас-
сов F30 и F60 ставятся дополнительно следующие требования:
•	Для железобетонных колонн после пожара и пожаротушения арматур-
ные стержни с хомутами или обвязкой не должны быть оголены и по-
вреждены.
Таблица 4.2. Подразделение на классы огнестойкости
Состав строительных конструкций	Наим коне По ее поведению	[енование трукции HoDIN	Краткое обозна- чение	Прирост темпе- ратуры по ЕТК, °C
Из несгораемых материа- лов класса В	Огнезадер- живающие	Класс огне- стойкости F30	F30-B	820
В существенных (несущих элементах, элементах жесткости) из материалов класса А. В остальных составляющих частях — класса В.	Огнезадер- живающие	Класс огне- стойкости F30	F30-AB	
Из несгораемых материалов класса А	Огнезадер- живающие	Класс огне- стойкости F30	F30-A	
Из сгораемых материалов класса В	Огнезадер- живающие	Класс огне- стойкости F60	F60-B	920
В существенных (несущих элементах, элементах жестко- сти) из материалов класса А. В остальных составляющих частях — класса В.	Огнезадер- живающие	Класс огне- стойкости F60	F60-AB	
Из несгораемых материалов класса А	Огнезадер- живающие	Класс огне- стойкости F60	F60-A	
Из сгораемых материалов класса В	Огнестой- кие	Класс огне- стойкости F90	F90-B	1000
В существенных (несущих элементах, элементах жестко- сти) из материалов класса А. В остальных составляющих частях — класса В.	Огнестой- кие	Класс огне- стойкости F90	F90-AB	
Из несгораемых материалов класса А	Огнестой- кие	Класс огне- стойкости F90	F90-A	
Из сгораемых материалов класса В	Огнестой- кие	Класс огнестой- кости F120	F120-B	1030
В существенных (несущих элементах, элементах жест- кости) из материалов класса А. В остальных составляю- щих частях — класса В.	Огнестой- кие	Класс огнестой- кости F120	F120-AB	
4 6. Специальные строительные конструкции
Состав строительных конструкций	Наименование конструкции		Краткое обозначе- ние	Прирост темпе- ратуры по ЕТК, °C
	По ее поведению	По DIN		
Из несгораемых материа- лов класса А	Огнестой- кие	Класс огнестой- кости F120	F120-A	1030
Из сгораемых материалов класса В	Огнестой- кие	Класс огнестой- кости F180	F180-B	
В существенных (несущих элементах, элементах жесткости) из материалов класса А. В остальных составляющих частях — класса В.	Огнестой- кие	Класс огнестой- кости F180	F180-AB	1100
Из несгораемых материа- лов класса А	Огнестой- кие	Класс огнестой- кости F180	F180-A	
Начиная с F90 все строительные конструкции считаются огнестойкими.
4.6.	Специальные строительные конструкции
4.6.1.	Брандмауеры
•	Это стены для отделения или разграничения участков пожара, чтобы из-
бежать перехода огня на другие здания или участки зданий.
•	Брандмауеры должны устраиваться из материалов класса А и иметь класс
огнестойкости по меньшей мере F90.
•	Брандмауеры должны соответствовать этой норме без облицовки.
•	Брандмауеры должны доходить по высоте до поверхности кровли*.
•	В случае пожара температура поверхности брандмауера на противопо-
ложной от огня стороне нигде не должна превышать 180°С, а в среднем
не должна превышать 140°С.
4.6.2.	Огнезащитные заполнения проемов
Сюда относятся двери, ворота, жалюзи, клапаны.
Эти строительные детали:
•	должны быть самозакрывающимися
•	должны обеспечивать ограждающую функцию для помещения
•	должны предотвращать прохождение огня
В России брандмауеры устраивают на высоту 50 см выше поверхности кровли.
•	могут нагреваться на стороне, противоположной огню до температуры
не более, чем на 180°С
•	ватный тампон на этой стороне не должен тлеть и воспламеняться
Плотные для дыма и самозакрывающиеся двери необходимо устанавли-
вать:
•	в проемах необходимых помещений на лестницах
•	в коридорах длинной более 40м (двери не должны иметь запоров)
Огнестойкие и самозакрывающиеся двери должны устанавливаться:
•	в проемах внутренних брандмауеров
•	в проемах огнестойких внутренних стен вместо брандмауеров
Огнезадерживающие и самозакрывающиеся должны быть двери:
•	в проемах огнестойких перегородок между квартирами
•	в проемах необходимых помещений лестничных клеток, ведущих на ниж-
ний этаж, на неэксплуатируемый чердак, в мастерские, магазины, склад-
ские помещения и подобные помещения
4.6.3.	Остекление
F-Verglasungen -
остекление типа F
•	должны исключать
прорыв пламени
•	не должны пропус-
кать дым
•	не должны пропус-
кать тепловую радиа-
цию
•	требования относи-
тельно роста темпе-
ратуры на стороне,
противоположной
пожару, как для стен
АВ <180“С
G-Verglasungen - остекле-
ние типа G
•	должны исключать про-
рыв пламени
•	не должны пропускать
дым
•	должны усложнять про-
хождение тепловой ради-
ации
•	могут устанавливаться в
таких конструкциях, в ко-
торых по крайней мере с
одной стороны остекле-
ния не будет пожара
Рис. 4.4. Требования к остеклению
4.6.4.	Вентиляционные короба, трубопроводы
Такие строительные конструкции создают большую опасность распростра-
нения по ним огня. По таким конструкциям отдельные очаги пожара могут
перемещаться в соседние помещения. Пожарозащитные клапаны, поэто-
му, являются настоятельно необходимыми предупредительными меропри-
ятиями для предупреждения пожара.
4.6. Специальные строительные конструкции
4.6.5.	Лестницы
Здания высотой более чем 2 полных этажа должны иметь одну собственную
лестничную клетку, проходящую снизу до верху до чердака.
LBO (земельный строительный кодекс) говорит при этом о «необходи-
мых» лестницах.
Удаление помещений до лестницы или до выхода наружу:
обычные помещения для пребывания людей
школьные и торговые помещения не на уровне земли
торговые точки
больницы
рестораны, гостиничные помещения
залы собраний
закрытые подземные гаражи
открытые гаражи
макс. 35 м
макс. 25 м
макс. 35 м
макс. 30 м
макс. 25 м
макс. 25 м
макс. 30 м
макс. 50 м
Несущие конструкции необходимых лестниц должны изготавливаться:
• в зданиях с более, чем 2-мя квартирами: из несгораемых материалов или
из твердых пород древесины
•	лестница не должна начинаться непосредственно за дверью, которая от-
крывается в сторону лестницы
•	лестницы должны иметь по меньшей мере один крепкий и надежный
поручень
4.6.6.	Лестничные клетки
Они наряду с коридорами с точки зрения пожарозащиты представляют со-
бой важнейшие помещения. С одной стороны они являются эвакуацион-
ными путями для жителей наружу, с другой стороны они обеспечивают до-
ступ пожарным командам. К ним предъявляются следующие требования:
•	ни огонь, ни дым не должны проникать с этажей в лестничные клетки =>
датчики дыма обязательны
•	их статические и ограждающие функции должны при пожаре обеспечи-
ваться дольше, чем у примыкающих к ним помещений
•	должен быть обеспечен выход наружу
•	в высоких зданиях должна быть установлена дополнительно еще одна
наружная лестница
•	пожарная нагрузка в лестничных клетках должна отсутствовать
•	должны быть обеспечены вентиляция, искусственное и естественное
освещение
4.6.7. Коридоры
Коридоры вместе с лестницами и лестничными клетками должны рассмат-
риваться как часть комплекса эвакуационных путей. Поэтому коридоры дол-
жны быть связаны с лестницами и с выходами наружу. Для того, чтобы ко-
ридор мог служить эвакуационным путем, он должен удовлетворять
определенным требованиям:
•	он должен оставаться незадымленным => самозакрывающиеся двери и
датчики дыма
•	он должен быть свободным от пожарной нагрузки
•	он не должен быть забит мебелью или другими товарами, препятствую-
щими эвакуации (не должен быть складом)
• в него должны иметь доступ люди из всех рассматриваемых помещений
• он должен иметь хорошее искусственное или естественное освещение
• он должен иметь указатели путей эвакуации
• он должен быть доступен для спасательных команд
4.6.8. Пожарные отсеки
Здания подразделяются на пожарные отсеки для того, чтобы предотвратить
распространение огня на другие части здания.
Разделение на пожарные отсеки может происходить как в горизонталь-
ной плоскости (огнестойкие перекрытия), так и в вертикальном направле-
нии (брандмауеры). Величина пожарных отсеков зависит от вида и величи-
ны здания.
Таблица 4.3. Классы огнестойкости специальных строительных конструкций по DIN
4102
Дли- тель- ность пожа- ро-за- щиты в мин.	Строи- тель- ные конст- рукции	Нене- сущие наруж- ные стены	Огнеза- щит- ные пре- грады	Остек- ление	Венти- ляци- онные короба	Трубо- прово- ды	Пожа- ро- защит- ные клапа- ны	Шах- ты верти- каль- ных ком муни- каций
>30	F30	W30	ТЗО	G30	L30	R30	К 30	130
>60	F60	W60	Т60	G60	L60	R60	К 60	160
>90	F90	W90	Т90	G90	L90	R90	К 90	190
>120	F120	W 120	Т120	G120	L120	R120	—	1120
>180	F180	W180	Т180	G 180	L180	R180	—	1180
4.7. Избранные примеры конструкций и их классы огнестойкости
Брандмауеры должны устраиваться:
•	как граничная стена здания, если расстояние до соседнего здания со-
ставляет не более 2,5 м
•	внутри больших или расположенных рядом друг с другом зданий на од-
ном участке — по меньшей мере через каждые 40 м
4.7. Избранные примеры конструкций и их
классы огнестойкости по DIN 4102, часть 4
Таблица 4.4. Минимальные толщины железобетонных и преднапряженных железо-
бетонных плит из нормального бетона без пустот при статически определимом опи-
рании
Отличительная черта конструкции	Вид конструкции				F30-A	F60-A	F90-A	F120-A	F180-A
Минимальная толщи- на d в мм плиты без отделки	 'z				60	80	100	120	150
									
Минимальная толщи- на d в мм плиты при безригельном каркасе с капителью без капители	м ш м				150	200	200	200	200
Минимальная толщи- на плиты с выравни- вающей стяжкой d в мм dx в мм		43	•о		50 60	50 80	50 100	60 120	75 150
Минимальная толщи- на плиты и плаваю- щей стяжки Jb мм dx в мм					60 25	60 25	60 25	60 30	80 40
		В							
									
Минимальная толщи- на d в мм стяжек из несгораемых матери- алов или асфальта			й		25	25	25	30	40
Стены из железобе- тона или преднапря- женного железобе- тона: ненесущие (и по DIN 1045) несущие: Jbmm WBMM					80 120 12	80 140 25	100 170 32	120 220 45	150 300 65
									
									
									
4. Пожарная защита
Таблица 4.5. Минимальные размеры балок и колонн из железобетона
Отличительная черта конструкции	Вид конструкции					F30-A	F60-A	F90-A	F120-A	F180-A
Балки: железобетон и преднапряженный железобетон; воздей- ствие огня с 3-х сто- рон; статически определимое опира- ние без отделки: Минимальная ширина Ь, мм Минимальная толщина /, мм						80 80	120 90	150 100	200 120	240 140
										
										
										
Колонна: железо- бетон; многосторон- нее воздействие огня; без отделки: d, мм и, мм	[| Ji					150 18	200 30	240 45	300 55	400 70
		№.								
		4	|: * b>d ।		г3						
										
Или альтернатива: d, мм и, мм						150 18	240 25	300 35	400 45	500 60
С отделкой, напри- мер, штукатуркой: d, мм и, мм						140 18	140 18	160 18	220 18	320 30
										
										
	L									
	4 b> d									
Колонна: железо- бетон; односторон- нее воздействие огня; без отделки: d, мм ы, мм						100 18	120 25	140 35	160 45	200 60
	4		||							
										
4.7. Избранные примеры конструкций и их классы огнестойкости
Таблица 4.6. Минимальная толщина одно- и двухслойных ненесущих стен из гипсо-
картонных строительных плит F (гипсокартонные огнезащитные плиты GKF) со
стойками и ригелями из дерева
Отличительная черта
конструкции, ее вид:
Класс огнестойкости
			
Минимальная толщи- на облицовки d	12,5»	2x12,52>	2x12,5
Минимальная толщина изолирующего слоя d{	40	40	80
° Альтернативно также 18 мм GKB или > 2x9,5 мм
GKB (GKB — гипсокартонные плиты обычного,
строительного типа)
2) Альтернативно также 25 мм
воздей-
ствие
с четырех
сторон
воздей-
ствие с трех
сторон
3 У
статически определимое
опирание
------ZT .....- .-
статически неопреде-
лимое опирание
Таблица 4.7. Минимальная толщина и ширина несущих и ненесущих стен, а также
несущих столбов из кладки и стеновых строительных плит
Отличительная черта конструкции	Вид конструкции		F30-A	F60-A	F90-A	F120-A	F180-A
Минимальная тол- щина d, мм несу- щих стен из газо- бетонных блоков, легкобетонных пустотелых камней, легкобетонных камней			75 (75)	75 (75)	100 (100)	125 (100)	150 (125)
	/ " ' 1						
							
Минимальная тол- щина d в мм стен из кирпича, сили- катных камней			115 (71)	115 (71)	140 (115)	140 (115)	175 (140)
	i ’						
							
Стеновые панели из гипса			60	80	80	80	100
4. Пожарная защита
Отличительная черта конструкции	Вид конструкции		F30-A	F60-A	F90-A	F120-A	F180-A
Минимальная тол- щина d, мм несу- щих стен из газобе- тонных блоков, легкобетонных пустотных камней, легкобетонных беспустотных камней при а< 0,3 Н/мм2		\: ! 1 ui	115 (115)	150 (115)	150 (П5)	150 (115)	175 (125)
							
При ст < 1,0 Н/мм2			150 (115)	175 (150)	200 (175)	240 (200)	240 (200)
При ст < 1,6 Н/мм2			175 (150)	200 (175)	240 (175)	300 (200)	300 (240)
Из стенового кир- пича; силикатного кирпича; шлако- блоков при ст < 0,3 Н/мм2			115 (115)	115 (115)	115 (115)	140 (115)	175 (140)
При ст < 1,4 Н/мм2			115 (115)	115 (115)	140 (115)	175 (14о;	190 (175)
При ст< 3,0 Н/мм2			115 (115)	140 (115)	140 (115)	190 (175)	240 (190)
Кирпичные пос- тройки высотой в этаж			115 (115)	165 (115)	165 (165)	190 (165)	240 (190)
Минимальный размер сечения b/d в мм/мм несу- щих столбов: при максимальном напряжении сжатия ст < 1,4 Н/мм2 ст< 3,0 Н/мм2			240/240 240/240	240/300 300/365	240/365 365/365	300/365 365/365	365/365 365/365
		Р ‘ь Z ч 4^4					
Значения в скобках действительны для стен с двусторонней штукатур-
кой.
РП \я
При мин. толщине штукатурки pjyc /G| - 1ЭММ
PIVa\
мин. толщине штукатурки р]у^/ 1 ~ Юмм
4.7. Избранные примеры конструкций и их классы огнестойкости
Таблица 4.8. Минимальные толщины стен, «стройность» и минимальный защитный
слой у однослойных и двухслойных брандмауеров
Отличительная черта конструкции	Допустимая “стройность” h/d	Минимальн: Jbmn однослойном исполнении	1я толщина три двухслойном исполнении	Минимальная толщина защитного слоя арматуры UBMM
Стены из нор- мального бетона с применением неармированного бетона	Размеры по DIN 1045	200	2х 180	По DIN 1045
Стены из армиро- ванного бетона, ненесущие; лежа или стоя распо- ложенные стено- вые плиты	Размеры по DIN 1045	120	2х 100	По DIN 1045
Стены из несущих стеновых плит или монолитного бетона	25	140	2х 140	25
Стены из легкого бетона конгло- мератно-порис- той структуры г > 1,2 кг/дм3 г< 1,2 кг/дм3	25 25	250 300	2x200 2x200	Отпадает
Стены из кладки MGr II, Па или III г > 1,2 кг/дм3 1,2>г>0,8 кг/дм3 г <0,8 кг/дм3	Размеры по DIN 1053	240 290 290	2x175 2x190 2x240	Отпадает
Стены из армиро- ванного газобе- тона мин. PPW4 с г < 0,6 кг/дм3; ненесущие, лежа или стоя уста- новленные сте- новые панели; несущие, стоя установленные стеновые панели	Размеры по DIN 4223 25	175 200	2х 175 2x200	20 20
4. Пожарная защита
Отличительная черта конструкции	Допустимая “стройность” hjd	Минимальная толщина d в мм при		Минимальная толщина защитного слоя арматуры п в мм
		однослойном исполнении	двухслойном исполнении	
Стены из вибро- кирпичных сбор- ных элементов: многодырочные	25	165	2x165	
панели; слОжно-состав-	25	190	2x165	
ные панели с одним кирпич- ным слоем; сложно-состав-	25	240	2x165	По DIN 1053
ные панели с двумя кирпич- ными слоями				
Таблица 4.9. Минимальная толщина защитной облицовки d в мм стальных колонн с
U/А < 300м1 с облицовкой гипсокартонными плитами F (= гипсокартонные огнеза-
щитные плиты GKF) с закрытыми полостями
Таблица 4.10. Минимальная толщина облицованных стоек из древесины (целиковой
или клееной)
Отличительная черта конструкции			Минимальна) Стойки d	1 толщина в мм Облицовки dj	Класс огнестой- кости
		1  Г ипсокартонные строительные ’pj плиты F (GKF) с т закрытыми di	поверхностями	80	15	F30-B
Отличительная черта конструкции			Минимально Стойки d	1я толщина в мм Облицовки dj	Класс огнестой- кости
		Гипсокартонные строительные плиты F (GKF) с закрытыми * поверхностями ц	160	2x12,5	F60-B
	М4	| 'ч		 армирование 1 4 	кладка или ? л—стеновые is	плиты (блоки)	80	50	F60-B
Пример облицовки стальной колонны
Защитные уголки (угловые профили)
Ядро или заложено кирпичом, или забетонировано
I	Тонкий металлический	профилированный лист, который можно растягивать
Обвязочная проволока а < 500 мм
'	Штукатурка
✓	Проволочная сетка
/	>5 мм штукатурка с	железнением поверхности
Таблица 4.11. Минимальная толщина штукатурки облицованных стальных колонн
	Минимальная толщина штукатурки d в мм над несущими шту- катурку элементами (профилированный лист, растягивающийся металлический лист или проволочная сетка)									
Соотно- шение объем/ площадь C/Jbm-1	Группа растворов РII (известково-цементный раствор) или РIV с (гипсово-известковый раствор)					Группа растворов РIV а (гипсовый раствор) или РIV b (гипсово-песчаный раствор)				
	F30	F60	F90	F120	F180	F30	F60	F90	F120	F180
<90	15	25	45	45	65	10	10	35	35	45
90-119	15	25	45	55	65	10	20	35	45	60
120-179	15	25	45	55	65	10	20	45	45	60
180-300	15	25	45	55	65	10	20	45	60	60
5. Строительная химия
5-1. Задачи строительной химии
Строительная химия наряду со строительной физикой и строительной био-
логией является областью естественных наук, которая занимается не толь-
ко химическим составом строительных материалов, но также, как здесь бу-
дет специально рассмотрено, изучает воздействие химических субстанций
в самих строительных материалах и вне их (из окружающей среды) на дол-
говечность конструкций и выполнение ими своих функций.
Строительная химия в данной главе имеет центр тяжести и ограничена
специально только вопросами причин повреждений сооружений за счет
химических процессов и их последствий.
Повреждение сооружений
вызываются
Химическими процессами		Биологическими процессами
Физическими
процессами
•	газами
•	водой
•	кислотами
•	основаниями
(щелочами)
•	солями
•	коррозией
•	бактериями
•	микроорганиз-
мами
•	растениями
•	старением
•	износом
вследствие
использования
•	выветриванием
(= разрушение
камней за счет
замораживания
и оттаивания и
других погод-
ных воздей-
ствий)
•	эрозией
(= оттранспор-
тированием
разрушенных
каменных
частичек водой
и ветром =>
образование
осадочных
каменных
отложений)
5.2. Газы
биологические
воздействия
физические
воздействия
Рис. 5.1. Повреждающие воздействия на сооружение
Повреждение сооружения наступает тогда, когда строительный мате-
риал претерпевает изменение своего состава или строения в химичес-
ком или физическом смысле и из-за этого больше не может, как преж-
де, выполнять свою задачу.
К выполнению функций относятся:
•	Эксплутационные вопросы: например, негативное влияние на возмож-
ность использования материала или конструкции.
•	Конструктивные вопросы: например, нарушение несущей способности
конструкции.
•	Технологические вопросы: например, потеря первоначальных свойств
материала.
•	Эстетические вопросы: например, эстетический вид сооружения без тех-
нологических или конструктивных недостатков.
•	Вопросы жилишно-культурные: не все люди оценивают определенные
негативные влияния одинаковым образом.
5.2.	Газы
Во многих химических соединениях значительную роль играют следующие
четыре газа:
5. Строительная химия
Кислород О
Водород Н
Окись углерода
(угарный газ)
СО
Двуокись угле-
рода (углекис-
лый газ) СО2
Свойства:
•	тяжелее возду-
ха 1 дм3~ 1,43г
•	бесцветный,
без запаха и
вкуса
•	способствует
горению, но
сам не горит
•	при сгорании
идет реакция
соединения с
образованием
оксидов
•	легче воздуха
1 дм3~0,09г
•	бесцветный,
без запаха и
вкуса
•	неядовитый
•	горючий газ,
который,
однако, не
поддерживает
горение
•	при долгом
горении соеди-
няется с
кислородом с
образованием
воды, при
быстром
горении обра-
зуется взрыво-
опасный газ
•	примерно такой
же вес, как у
воздуха
1 дм3~ 1,25г
•	бесцветный,
удушающий
запах, безвкус-
ный
•	горючий газ
•	очень ядовитый
=> смертельный
для вдыхания
при концентра-
ции 0,3%
•	образуется при
горении при
недостатке
кислорода
•	тяжелее возду-
ха 1 дм3~1,98г
=> осторожно!
Осаждается у
пола
•	бесцветный,
имеет слабый
кислотный
запах и вкус
•	не горит =>
подавляет
огонь
•	в воздухе
содержится в
концентрации
0,03%
Оба этих газа содержаться как в кис-
лотах, так и в щелочах.
Эти газы образуют основу соляной
кислоты.
5.2.1.	Газы как причина повреждений
Некоторые из газов, являющихся причиной строительных повреждений (О,
N) находятся в воздухе, другие сначала выделяются промышленными пред-
приятиями, транспортными средствами, частным домашним хозяйством, а
затем выбрасываются в атмосферный воздух. Так кислород в соединении с
водой приводит к образованию ржавчины на железе. Сферическое давле-
ние ржавчины за счет увеличения объема так велико (2,5 раза), что она раз-
рывает бетон и приводит к его отслоению.
Бетон
Сталь
Увеличение объема
Рис. 5.2. Действие ржавеющей арматуры
5.3. Кислоты
5.3.	Кислоты
Кислоты образуются когда неметаллический оксид соединяется с водой. При
сгорании ископаемых горючих веществ образуется двуокись углерода, а при
сгорании нефти или угля образуется еще дополнительно двуокись серы.
Кроме этих кислот, которые состоят из газов образующихся при сжига-
нии ископаемых горючих веществ, имеются и другие кислоты, которые
имеют значение в строительной химии.
Кремний — это чистый кварц. Цемент вырабатывается обжигом сырья —
известняка, к которому для обогащения гидравлических свойств использу-
ются добавки.
Углерод + Кислород =^> Двуокись углерода + Вода =^> Углекислота
С + О2 => СО2	+ Н2О => Н2СО3
Сера + Кислород =^> Двуокись серы + Вода =^> Сернистая кислота
S + О2	=> SO2	+ Н2О =>	H2SO3
Двуокись серы + Кислород =^> Триокись серы + Вода =^> Серная
кислота
SO2	+ О2 => SO3 + Н2О => H2SO4
Кремний + Кислород => Двуокись серы + Вода => Кремниевая
кислота
Si + О2 => SO2 + Н2О => H2SiO3
Такие добавки (гидравлические добавки) — это: =>
•	Двуокись магния MgO2 \
•	Двуокись кремния SiO2 у Гидравлические добавки
•	Глинозем А12О3	у
•	Окись железа Fe2O3 _/
Гидравлические свойства означают, что эти вяжущие во влажных усло-
виях (в присутствии воды) схватываются и твердеют. При таких вяжущих
наряду с карбонатным твердением говорят также еще о силикатном тверде-
нии.
Следующей, важной в строительстве кислотой является азотная кисло-
та.
Азот + Кислород => Двуокись азота + Вода => Азотная кислота +
+ Азотистая кислота
2N + 2 О2 =>	2 NO2 + Н2О => HNO3 +
+ hno2
5. Строительная химия
Азотистая кислота окисляется на воздухе очень быстро в азотную кисло-
ту.
Большинство металлов растворяются азотной кислотой с образованием
двуокиси азота, и кругооборот продолжается.
Си + 4HNO3 => Си (NO3)2 + 2NO2 +2Н2О
Как позволяет предположить уравнение реакции, процесс распада с про-
дуктами реакции Н2О и NO2 продолжается, так как эти вещества соответ-
ствуют исходным продуктам.
Отличительный признак при написании формул всех кислот: хими-
ческие формулы всех кислот начинаются с Н.
Сила действия кислот (кислоты расположены в порядке убывания силы):
Соляная кислота НС1
Серная кислота H2SO4
Азотная кислота HNO3
Сернистая кислота H2SO3
Фосфорная кислота Н3РО4
Углекислота Н2СО3
Кремниевая кислота H2SiO3
5.4.	Щелочи (основания)
Щелочи образуются, когда окислы металла соединяются с водой Натрий
разлагается в воде и при этом высвобождается как газ.
Гидрат окиси натрия используется для производства мыла, моющих
средств, искусственного шелка.
Рис. 5.3. Образование гидрата окиси натрия
2Na + 2Н2О => 2NaOH + Н2
гидрат окиси натрия
5.5. Число pH 453J)
Другие щелочи, используемые в строительстве:
Известь (гидроокись кальция)
Кальций как металл в природе не встречается. Он встречается только в свя-
занном виде, например, в виде известняка (карбонат кальция; СаСО3) или
в виде гипса (сульфат кальция; CaSO4 • 2Н2О) или ангидрит (свободный от
кристаллизированной воды гипсовый камень; CaSO4). ,
При обжиге известняка (СаСО3) образуется обожженная известь СаО
(оксид кальция).
Гидроксид кальция (гидрат окиси кальция) применяется как вяжущее в
извести и цементе для изготовления раствора и бетона.
Известняк Окись кальция + Двуокись углерода
СаСО,	СаО + СО.
t j	.
тепло	СаО + Н2О => Са(ОН)2
гидрат окиси кальция
(гашеная известь)
Аммиак NH3
Аммиак образуется при гниении или разложении азотосодержащих веществ
(белок, мочевина), например в хлевах, навозных ямах, туалетных выгреб-
ных ямах. Водяной раствор аммиака известен под названием нашатырный
спирт.
Нашатырный спирт — это единственная щелочь, исходным веществом
которой является неметалл.
Аммиак + Вода=> Нашатырный спирт
NH3 + Н2О => NH4OH
Отличительный знак всех щелочей:
Химическая формула всех щелочей оканчивается ОН.
5.5.	Число pH
Число pH (по латыни potentia hydrogenii) — это величина, которая дает справ-
ку о кислотной, нейтральной или щелочной (базовой) реакции.
В растворах кислот преобладает число водородных ионов (Н+), в раство-
рах оснований (=> щелочей) — число гидроксидных ионов
(ОН-). Если к кислоте добавить щелочь, то в кислоте уменьшится число
ионов водорода.
5. Строительная химия
Концентрация ионов водорода взята как мера кислотной или щелочной
(базовой) реакции раствора.
Для простоты взяли вместо Н+ размерное число отрицательного лога-
рифма Н+ и назвали его числом pH.
Ион — положительно или отрицательно заряженный атом из расщеп-
ленной молекулы.
1.	Когда атом отделяет один электрон ион положительно заряжен, если
протонов больше электронов.
2.	Когда атом принимает один электрон ион заряжен отрицательно, если
электронов больше чем протонов.
10° 10 ’	10 2 10 3 10 4 10 5 10 е* 10 7	10 8 10 9 10 ’° 10”	10 12	10 13 10 14
доля ионов Н
доля ионов ОН
Примеры значений числа pH:
рНЗ: соответствует концентрации ионов водорода в 10 3г/л =
= 1/103=1/1000г/л
рН7: соответствует концентрации ионов водорода в 10'7г/л =
= 1/107=1/10000000г/л
рНП: соответствует концентрации ионов водорода в 10 пг/л =
= 1/10п=1/100000000000г/л
В целом можно сказать:
большая концентрация ионов Н => маленькое число pH
маленькая концентрация ионов Н => большое число pH
5.6.	Соли
Соли встречаются в природе как таковые, например, NaCl, СаСО3, CaSO4
или получаются из соединений кислот и щелочей при нейтрализации. Под
нейтрализацией понимают взаимное прекращение действия кислоты и ще-
лочи, т.е. лакмусовый индикатор не будет окрашиваться ни в красный ни в
синий цвет.
5.6. Соли
При образовании солей металл щелочи соединяется с кислотным остат-
ком при выделении воды. Кислотным остатком называют часть кислотной
формулы, которая следует за водородной составляющей.
Натриевая
щелочь
Соляная
кислота
Хлорид натрия
(поваренная соль)
Среди солей различают:
1.	Нерастворимые соли. Они остаются в водных растворах неизменными
как осадок. Например, сульфат бария BaSO4.
2.	Растворимые соли:
2.1.	Они распадаются либо на ионы => диссоциация, например:
NaCl => Na+ 4- О (разложение, разделение)
2.2.	Они распадаются на кислоту и основание, например:
А1С13 + ЗН2О => А1(ОН)3 + ЗНС1
Хлорид алюминия + Вода => Гидрат окиси алюминия (глинозе-
мистый гидрат) + Соляная кислота
Другие соли, имеющие важное значение в строительстве.
Гидрат окиси кальция (кальциевая щелочь или известь) + Серная кислота
=> Сульфат кальция (гипс) + Вода
Са(ОН)2 + H2SO4 => CaSO4 + 2Н2О
Кальциевая щелочь + Углекислота => Карбонат кальция (известняк)
+ Вода
Са(ОН)2 + Н2СО3 => CaSO3 + Н2О
Карбонат кальция (известняк) + Азотная кислота => Нитрат кальция (стен-
ная кальциевая селитра, выцвет на кладке) + Углекислота СаСО3 +
2HNO3 => Ca(NO3)2 + 2Н2СО3
сначала СО2 + Н2О
5. Строительная химия
Щелочи
Кислоты
Исходные веществе
Металлы
Неметаллы
Металлоксиды
Щелочи
Fe, Са, Na, К
S, С, Si, N, Cl
Реакция с кислородом
Fe2O3, СаО, Na2O,
к2о
S02, СО2, SiO2, NO.
Реакция с водой
Неметаллоксиды
Кислоты
Гидрат окиси желе-
за Fe(OH)3
Кальциевая
Са(ОН)2
Натриевая
NaOH
Калиевая
КОН
Нашатырный спирт
NH.OH
щелочь
щелочь
щелочь
Нейтрализация между
кислотой и щелочью
Сернистая кислота
H2SO3
Серная кислота
H2SO4
Углекислота Н2СО3
Кремниевая кислота
H2SiO3
Азотная кислота
(селитровая кисло-
та) HNO3
Соляная кислота HCI
Щелочь
Са(ОН)2
Металл
щелочи дает
второе слово
в названии
h Кислота
h2so4
Неметалл кислотного
остатка дает первое
слово в названии
Соль
CaSO4
Сульфат кальция
5.7. Кругооборот извести
Они содержат еще
водородные ионы
кислоты
Например, KHSO4 -
гидрогенный сульфат
калия
NaHCO3 - гидрогенный
карбонат натрия
В их молекулярном
строении не содержатся
ни ионы Н кислот ни
ионы ОН - щелочей,
например NaCI.
Они содержат в их форму-
лах еще составляющие
ОН щелочей (Щелочь -
водный раствор основа-
ния).
Например, AI(OH)ZCI - ос-
новной хлорид алюминия
5.7.	Кругооборот извести
У извести как при обжиге, так и при гашении происходит химическое
превращение.
Обжиг — Затворение — Схватывание гипса
Обжиг
Гипсовый
камень
5. Строительная химия
У гипса при обжиге не происходит химического превращения, гипс
остается как в обоженном виде так и в необожженном виде;
CaSO4=> водорастворимость.
5.8.	Коррозия
Коррозия (лат. corrodere — разъедать, разгвоздить) — это особый процесс
окисления. Под окислением понимают соединение материала с кислоро-
дом.
Если прокаливать определенную массу стальной стружки на открытом
огне, то после прокаливания можно установить, что произошло увеличение
массы. К железу присоединился другой элемент; железо соединилось с
кислородом воздуха при обжиге: 4Fe + ЗО2 => 2Fe2O3
•	При каждом окислении возникает новое вещество с новыми свойства-
ми
•	Окисление всегда связано с приростом массы
•	При каждом окислении высвобождается энергия в виде тепла или света
Рис. 5.4. Окисление
Коррозия представляет собой особую форму окисления, так как при этом
происходит разрушение металла.
цесса коррозии является
действие кислорода и
воды.
2Fe + О2 + Н2О => Fe2O3 + Н2
Ржавчина - это химичес-
кое соединение железа и
кислорода.
По химической фор-
муле также видно, что
произошло прираще-
ние массы, так как к
железу присоедини-
лось вещество - кис-
лород.
Свойства ржавчины:
•	Малая плотность
•	Никакой прочности
•	Не защищает от даль-
нейшей коррозии, так
как она пориста и по-
этому водо- и воздухо-
проницаема
•	Ржавчина вызывает уве-
личение объема => вы-
зывает разрушение бе-
тонного защитного
слоя, если он слишком
мал
[электролит]
вода с добавле-
нием небольшого
количества
серной кислоты
Стрелка
гальвано-
метра не
отклоняет-
ся (нет
тока)
Стрелка
гальвано-
метра
отклоняет-
ся в цепи
есть
электри-
ческий ток
Электролит - вода с до-
бавлением кислоты
Ионы - положительно
или отрицательно заря-
женные частички моле-
кул
Гальванический эле-
мент основан на ион-
ном обмене между
неблагородным и
благородным метал-
лами. При этом не-
благородный металл
разлагается.
Медная Элект-
Сталь заклепка ролит
Условия для контактной
коррозии:
•	Два различных металла
•	Наличие электролита
При контактной корро-
зии, которая основана
на принципе гальвани-
ческого элемента, ме-
нее благородный ме-
талл разрушается,
тогда, как более бла-
городный остается не-
поврежденным .
Как сильно проходит
ионообмен и, следова-
тельно, разрушение ме-
нее благородного метал-
ла, зависит от того, какое
положение эти металлы
занимают в электрохими-
ческом ряду напряжений
по Гальвани.
5. Строительная химия
5-8-1. Электрохимический ряд напряжений по Гальвани
1,8 —	V-Вольт		Золото
1,6 -			Платина
1,4 —			Серебро
1,2 -			Ртуть
1,0 —			Уголь
0,8 -			Медь
0,6 -			Висмут
0,4 —				Сурьма
0,2 —			Водород
и,и			
0,2 —			
0,4 —			Свинец
0,6 -			Олово
0,8 —			Никель
1,0 —			Кобальт
1,2 —		\ \		Кадмий
1,4 —			Железо
1,6 —			Хром
1,8 —			Цинк
2,0 —			Марганец
2,2 — О Л 				Алюминий Магний
			
2,6 —			Натрий
2,8 —			Калий
	—-——		Литий
3,0 —		—	
----------------- +1.50V
--------------+0.86V
----------------- +0.80V
------------------ +0.79V
----------------  +0,74V
—----- +0,34V
—----------------- +0,23V
-------------------+0J4V
----------- +0.0V
-------------------0,13V
-------------------0,14V
------------------ _0 23V
------------------ -0,29V
------------------_ -0,40V
————---------------0,44V
------------------_0 56v
------------------_0 76V
--------------— -1,10V
------ -----------1,67 V
------------------ 2,40V
------------------2,71V
——------------— -2,92V
-------------------2,96V
Для практического использования ряда напряжений действительно сле-
дующее:
5.9. Нежелезные металлы
•	Чем дальше в ряду напряжений металлы находятся друг от друга, тем
больше поток электронов (ток) и разрушение менее благородного ме-
талла.
•	Нельзя связывать между собой металлы, которые лежат в ряду напряже-
ний далеко друг от друга.
Поэтому можно железо хромировать, а сталь — оцинковывать, так как
эти металлы в ряду напряжений находятся близко друг от друга и так как
хром не окисляется, а цинк образует защитный слой окисла. Напротив, медь
нельзя соединять с алюминием или железом.
5.9.	Нежелезные металлы
Все металлы, которые получаются не из железной руды, называют неже-
лезными металлами. Для строительства важнейшими из них являются медь,
алюминий, цинк и свинец.
В противоположность железу, у которого образующийся слой ржавчины
не прекращает дальнейшую коррозию, у нежелезных металлов образуется
тонкий плотный слой окисла, который защищает нижележащий слой ме-
талла от дальнейшего окисления. Поэтому в случае нежелезных металлов
говорят не о коррозии, а об окислении.
лат. Cuprum
Во влажном возду-
хе снаружи зданий
образуется зеле-
ный слой окисла
2Си + О2 + СО2 +
Н2О => СиСО3-
Си(ОН)2 = гидро-
ксид-карбонат
меди (патина)
В сухом воздухе
образуется только
слой окисла Си2О.
Ядовитая зеленая
ярь-медянка обра-
зуется только при
воздействии ук-
сусной кислоты.
лат. Aluminium
В воздухе образу-
ет слой окисла
А12о3-
Алюминий можно
снабдить слоем
окисла также и хи-
мическим путем.
Этот процесс назы-
вается элоксацией.
Элоксальная обра-
ботка представля-
ет собой электри-
ческое окисление
алюминия
Алюминий реаги-
рует очень сильно
на кислоты и ще-
лочи (известковый
раствор, бетон)
2AI + 6HCI=>2AICL
+ ЗН2
лат. Zincum
Цинк на воздухе
также образует
слой окисла,
который похож на
окись меди.
2Zn + О2 + СО2 +
Н2О => ZnCO3 
Zn(OH)2 = гидро-
ксидкарбонат
цинка
Цинк не устойчив
против кислот и
щелочей.
лат. Plumbum
Свинец окисляется
видимым образом
уже при сухом воз-
духе.
РЬО + СО2 => РЬСО3
= карбонат свинца
При влажном воз-
духе свинец окис-
ляется уже по-дру-
гому.
2РЬ + О2 + СО2 +
Н2О РЬСО3 
РЬ(ОН)2 = гидро-
ксид-карбонат
свинца
Разрушение за
счет азотной кис-
лоты и щелочей
(бетон).
Свинец ядовит
5. Строительная химия
Отличительной чертой всех слоев окислов является их плотность и
устойчивость против воздействия химических веществ, так, что они
защищают нижележащие слои нежелезного металла от дальнейшего
окисления.
5.10.	Вода как причина повреждений
в строительстве
После того, как мы рассмотрели химические процессы в газах, кислотах,
щелочах, солях и при коррозии, необходимо более подробно рассмотреть
эти субстанции, как факторы повреждений в строительстве.
5.10.1.	Вода, как средство для создания растворов
Вода - средство для создания растворов для многих веществ. Способность
воды растворять вещества зависит от следующих факторов:
•	зависимость от материала: 1 л воды растворяет 15 мг СаСО3 — карбонат
кальция (известняк) и 2260 мг Ca(NO)3 — нитрат кальция (кальциевая
селитра, выцветы на кладке или стенная или каменная селитра);
•	зависимость от температуры: 1 л холодной воды растворяет 210 г карбо-
ната натрия Na2CO3 (сода), а 1 л теплой воды растворяет 4200г Na2CO3
(сода).
Водорастворимые строительные материалы, такие, как гипс или клее-
вые краски, особенно сильно повреждаются при разрушающем воздействии
воды. Строительные материалы, повреждаемые растворами, не должны со-
прикасаться с водой. Поэтому гипсовые штукатурки нельзя применять в
качестве наружных штукатурок или для оштукатуривания влажных поме-
щений. Они не только растворяются в воде, но и разлагаются (гниют). По-
этому для наружных штукатурок и штукатурок во влажных помещениях
подходят только силикатосодержащие штукатурки.
5.10.2.	Вода как партнер в химических реакциях
Вода во многих химических процессах, вызывающих строительные повреж-
дения, участвует:
•	в образовании кислот	SO2 + Н2О => H2SO4
•	в образовании щелочей	СаО + Н2О => Са(ОН)2
•	при образовании солей, как остаток
Са(ОН)2+ Н2СО3=> СаСО3+ 2Н2О
•	при превращении газов в кислоты СО2 + Н2О => Н2СО3
5.10. Вода как причина повреждений в строительстве
•	при химической и электрохимической коррозии
2Fe + Н2О + О2=> Fe2O3+ Н2
•	при возникновении и росте микроорганизмов
5.10.3.	Вода как средство транспорта
В этой связи мы не рассматриваем воду, как транспортное средство при су-
доходстве, а как транспортное средство при химических процессах.
Растворимые в воде соли при испарении транспортируются к поверхно-
сти конструкции и там кристаллизируются => высолы.
Вследствие капиллярности также и вредные вещества транспортируют-
ся по материалу конструкции и могут быть причиной ее разрушения
Рис. 5.5. Высолы
5.10.4.	Вода как взрывной фактор
Вода при +4°С имеет наибольшую плотность, т.е. при +4°С 1 дм3 воды име-
ет массу в 1 кг. Если эту массу нагревать, то увеличивается ее объем и при
этом возникает давление, если массу в 1 кг охлаждать, то она также увели-
чивается в объеме (лед разрывает стеклянную бутылку).
Таким образом при изменении своего состояния (агрегатное состояние)
вода изменяет свой объем. При изменении своего состояния из жидкого
(вода) в твердое (лед) объем увеличивается примерно на 10%. Это увеличе-
ние объема вызывает огромное взрывное давление, которое не может вос-
принять ни один строительный материал. Особенно подвержены этому воз-
действию пористые неморозоустойчивые строительные материалы, которые
подвергаются многократному воздействию периодов замерзания и оттаи-
вания. Морозные повреждения на дорогах, осадка сооружений вследствие
образования ледяных линз в земле — все это следствие такого увеличения
объема.
5. Строительная химия
Выпучивание земли
Рис. 5.6. Образование ледяных линз
__ Давление выпучивания
^-Ледяные линзы
— Глубина промерзания
5.10.5.	Вода как фактор нанесения ущерба
Вода имеет коэффициент теплопроводности 0,64 Вт/мК, а воздух — 0,02 Вт/
мК, т.е. вода имеет коэффициент теплопроводности в 32 раза больший, чем
воздух. Или, выражаясь по-другому: сопротивление теплопередаче воздуха
в неподвижном состоянии в 32 раза больше, чем у воды. Это имеет след-
ствием то, что промокшие утепляющие материалы имеют значительно худ-
шие теплозащитные качества.
Если строительные материалы насыщаются не водой, а водяными ра-
створами солей, то ухудшается не только теплоизолирующая способность,
но также и транспортировка влаги в строительном материале. Вода притя-
гивает воду. Это можно увидеть, если поставить поваренную соль в миске
на открытом воздухе. В течение короткого времени соль станет мокрой. По
человеческому телу также известно, что слишком большое потребление соли
приводит к насыщению водой. В строительных материалах происходит не-
что подобное.
Насыщение солями в строительных материалах приводит к понижен-
ной капиллярной проводимости, что имеет следствием сильное увеличе-
ние коэффициента сопротивления паропроницанию (д) Величина jll су-
хой, свободной от соли штукатурки составляет от 10 до 15 в зависимости от
вяжущего. В штукатурке, насыщенной солью он может вырасти почти в 8
раз. Высокие значения д означают не только то, что утяжеляется набор вла-
ги материалом, но также и то, что набранная влага труднее отдается мате-
риалом в воздух (испаряется).
сухой
© £	%© 0©
насыщенный
солью
влажный
Рис. 5.7. Влияние солесодержания на величину д
5.11.	Кислоты как
5.10.6.	Вода, как фактор, способствующий росту
Вода — это не только фактор, способствующий нанесению ущерба, но так-
же и средство, способствующее росту всевозможных растений, грибков,
мхов, лишайников, бактерий и микроорганизмов. Влажность и тепло обра-
зуют идеальные предпосылки для биологической жизни и роста растений.
Тем не менее, это преимущество, в отличие от садов, полей и лесов, в стро-
ительстве рассматривается как негативное явление.
5.11.	Кислоты как причина повреждений
Кислоты во многих случаях являются инициаторами механизмов повреж-
дения или являются продуктом химических реакций. Кислоты являются
солеобразующими соединениями, а именно вследствие реакций с:
•	металлами при выделении водорода
Zn + 2НС1 => ZnCl2 + Н2?
Fe + H2SO4=> FeSO4+ H2?
•	основаниями (нейтрализация и выделение воды)
Са(ОН)2 + 2НС1 => СаС12 + 2Н2О
•	солями (нейтрализация и выделение воды)
СаСО3 + 2НС1 => СаС12 + Н2СО
сначала СО2+Н2О
Образование этих новых солей в большинстве случаев связано с увели-
чением обьема и, тем самым, с явлением ускорения разрушения или даже с
быстрым отслоением материала.
Кислоты многократно растворяют соли, в особенности соли слабых кис-
лот. Так, например, сильная соляная кислота (НС1) растворяет соль слабой
угольной кислоты (СаСО3). Из соединения соли с кислотой получается аб-
солютно новая кислота. Но не всегда эта новая кислота слабее, чем старая.
1. Соль 1	+ (КислотгН) => Соль2 Х^^слотаТ)
СаСО3 + 2НС1	=> СаС12 + Н2СО3
Известняк + Соляная кислота => Хлорид кальция + Угольная
2.	Соль 1 СаСО3 Известь	+(^слотаТ)	=> + H2so4 [як + Серная кислота => С	Соль 2 CaSO4 Сульфат к	кислота +<Кислота^ + н2со3 кальция + Угольная
(гипс)	кислота
5. Строительная химия
Для удаления известковых налетов на арматуре и кафельных плитках в
бассейнах, остатков раствора на облицовочной кладке используют кисло-
тосодержащие вещества, в большинстве случаев на базе соляной кислоты.
На многие синтетические материалы кислоты действуют разрушающим
образом (разрушают молекулярные связи), так как эти материалы образова-
ны из углеводородных соединений. Следовательно при отъеме атомов водо-
рода они становятся жесткими, неупругими, ломкими. Потерявшая несущую
способность углеродная решетка ломается.
С помощью химической реакции 1 из сильной соляной кислоты НС1 с
сильной солью СаСО3 получается слабая углекислота.
По уравнению 2 из соединения сильной серной кислоты H2SO4 с силь-
ной нерастворимой в воде солью СаСО3 получается слабая, растворимая в
воде соль Са8О4(гипс).
Особенно в известесодержащих растворах и в бетоне этот эффект влияет
на устойчивость против выветривания.
5.11.1. Происхождение кислот
Большинство воздействующих снаружи на сооружения кислотных нагру-
зок имеют своей причиной процессы сжигания угля, нефти, древисины, газа:
•	в промышленности
•	в уличном движении
•	в частном домашнем хозяйстве
Рис. 5.7. Возникновение вредных газов
Образующиеся при этом газы соединяются с осадками и называются
«кислотными дождями».
При этом происходят следующие химические реакции:
5 11. Кислоты как причина повреждений
1. Процесс горения => Продукт горения + Дождевая вода
с + о2	=> |со2+ Н2О|
н2со3
слабая уголь-
ная кислота
кислотный дождь
2. Процесс горения
S + O2
=> Продукт горения
=* SO2
I_______________
+ Дождевая вода
+ Н2О
________1
H2SO3
сернистая
кислота
кислотный дождь
3. Процесс горения
2N + 2О2
Продукт горения + Дождевая вода
2NCL	+ НО
I_____________________I
*—► hno2 + hno3
Азотистая Азотная
кислота кислота
।	।	।	।	।
।	।	।	।	।
1	।	।	।	।
।	।	।	1	।
кислотный дождь
Кислоты действуют на строительные материалы разрушающим образом
не только снаружи, но они могут вызывать разрушающие воздействия и из-
нутри сооружения. Так, например, серосодержащие белковые соединения
(например, вареные яйца) разлагаются бактериями на сероводород (H2S),
который в соединении с кислородом окисляется в сернистую или серную
кислоту. При воздействии этих вешеств на бетонные ограждения канализа-
ционных коллекторов образуется эттрингит, называемый также цементной
бациллой.
Эттрингит: ЗСаО • А12О3 • 3CaSO4 • 32Н2О
Сульфат — алюминат кальция
5. Строительная химия
Вследствие очень сильного насыщения кристаллической водой (32Н2О)
возникает увеличение объема до 800% и, тем самым, полное разрушение
связей цементного камня (цементный камень = отвержденный цементный
клей).
Другие бактерии превращают аминокислоты (кислоты белковых ве-
ществ) и азотосодержащие органические соединения в аммиак NH3, кото-
рый при реакции с кислородом и водой сначала превращается в азотистую
кислоту, а потом в азотную кислоту и под конец превращается в разрушаю-
щий строительные материалы конечный продукт — стеновую (каменную)
селитру.
Аммиак	+	Кислород	Окись азота	+	Вода
4NH3	+	5О2	4NO	+	6Н2О
2NO + О2 =* 2NO2 + Н2О => HNO2 + HNO3
▼---------------------------------------------------I
Азотная кислота	+ Бетон
| 2HNO3	+ Са(ОН)2 |
Ca(NO3)2 каменная селитра
+
2Н2О вода
Каменная селитра (нитрат кальция; известковая селитра) образуется из
нитратных бактерий в выгребных ямах, хлевах, туалетных устройствах. Она
делает камни кладки мягкими и превращает бетон в неплотный водопро-
ницаемый и больше не защищающий стальную арматуру материал. В каче-
стве защиты здесь можно рекомендовать только тщательное удаление раз-
ложившихся материалов.
5.12. Фактор повреждений - щелочи
Щелочи — это водные растворы оснований. Если в строительном матери-
але образуются соли, то это непременно связывают с прежним существо-
ванием и взаимодействием кислот и щелочей. Щелочи могут воздейство-
вать на строительные материалы как положительно, так и отрицательно.
Позитивным является отверждение извести и цемента.
Немыслимым был бы сложный строительный материал — железобетон
без защищающей сталь щелочи — гидрата окиси кальция Са(ОН)2.
Бетон обычно имеет величину pH 12,5 и, тем самым, защищает сталь
(железобетон, преднапряженный железобетон) от коррозии. Начиная с pH
10 эта защита прекращается, начинается коррозия и сталь ржавеет.
5.12. Фактор повреждений — щелочи
рНЮ
Отпадение защитной
функции
рН5
Очень сильное
воздействие
Алкалитет бетона (его величина pH) на поверхности очень сильно сни-
жается за счет воздействия углекислоты и особенно — серной кислоты. При
смывании щелочью (выщелачивании) красочных или лаковых слоев с по-
мощью питьевой соды или нашатырного спирта такое растворяющее воз-
действие особенно заметно.
Щелочи оставляют многократные негативные следы своего присутствия.
Они растворяют жиры. По этой причине жиросодержащие лаки, покрытия
и другие субстанции на алкальных (щелочных) основаниях недолговечны
за счет растворяющего действия щелочей, содержащихся в основном слое.
Чувствительные к щелочам нежелезные металлы должны особенно за-
щищаться от них.
Тогда как нежелезные металлы образуют на воздухе защитный слой окис-
ла, они усиленно корродируют при воздействии щелочей в сочетании с со-
лями при выделении водорода.
Вследствие этого разрушающего действия на нежелезные металлы ще-
лочей, необходимо их защищать специальными покрытиями или лаками от
свежего бетона или известкового раствора.
Образование газа используется при производстве газобетона. При этом
непосредственно перед замешиванием песка с известковой щелочью в ра-
створ добавляют алюминиевый порошок.
2А1 + 6Н2О 2А1(ОН)3 + ЗН2Т
Гидроокись алюминия
2А1(ОН)3 +	Са(ОН)2 +	СО2 =>	СаСО3-А12О3	+ 4Н2О
Гидроокись	Гидрат	Двуокись	Карбонат-	Вода
алюминия	окиси кальция (кальци- евая щелочь)	углерода (углекис- лый газ)	алюминат кальция	
Сильные щелочи могут из аморфных (= однородных по массе), некрис-
таллических, силикатных соединений выделять составные части с образо-
ванием опасных для сооружений солей.
Калие- и натрие- содержащие материалы вызывают в бетоне щелочной
износ, который может быть особенной сильным, если бетон изготовлен с
5. Строительная химия
применением чувствительных к алкалоидам добавок. Разрушающие щелоч-
ные реакции вызывают местные очаги давления, которые ведут к образова-
нию трещин и высвобождению геля на поверхности бетона. Этот процесс
может длится до 10 лет.
Карбонизация: СО2 + Н2О => Н2СО3
1—► + Са(ОН)2 => СаСО3+2Н2О
Сульфатизация:	SO3+ Н2О => H2SO4
1—► + Са(ОН)2 => CaSO4+2H2O
Карбонизация начинается при кислотных дождях на поверхности бето-
на и перемещается оттуда, изменяя структуру, в глубину конструкции. Про-
цесс идет все медленее и в плотных бетонах примерно через 20 лет останав-
ливается. Внешняя поверхность бетона вследствие перекристаллизации
становится все плотнее, атака углекислоты все менее интенсивна.
Атака сульфатизации, однако, проходит почти линейно дальше. Так как
гипс — пористый и водопроницаемый материал, гипсовый фронт переме-
щается быстрее и глубже вовнутрь, чем фронт карбонизации.
Противодействовать этому явлению можно за счет:
•	прекращения поступления влаги
•	избежания чувствительных к алкалоидам добавок
•	избежания температур между +10°С и +60°С, так как в этом диапазоне
температур щелочные реакции проходят особенно бурно
•	применения цементов с низким содержанием алкалоидов. Это пуццола-
новые цементы (трасс), шлако-портландцемент.
5.12.1. Происхождение щелочей
Щелочи, как водные растворы оснований, образуются при реакциях алкалиев
(щелочных, легко разлагающихся металлов, таких как натрий, калий) и про-
чих окислов металлов с водой. Такие щелочные образования встречаются как
следы в сырьевых материалах для изготовления цемента.
При этом в бетоне образуются следующие повреждающие бетон и сталь
щелочи:	К2О + Н2О => 2КОН
Na2O + Н2О => 2NaOH
Минеральные вяжущие содержат легко распадающийся гидрат окиси ка-
лия, который до полной карбонизации (образования СаСО3) как таковой
существует в материале.
5.13. Соли как фактор повреждений
У солей водорастворимость играет решающую роль. Соли, которые могут
быть растворены, транспортируются с помощью воды на поверхность кон-
5.13. Соли как
струкции. Вода испаряется, на поверхности остается выкристаллизировав-
шаяся соль в виде высолов (высолы = образование соли на поверхности
конструкции). При кристаллизации увеличивается объем. При этом возни-
кает давление кристаллизации, которое зависит от:
вида соли	=> чем более водорастворима соль, тем боль-
ше давление кристаллизации
температуры	=> чем выше температура материала, тем
больше давление
насыщенности раствора	=> чем выше степень насыщенности раство-
ра, тем больше давление кристаллизации
Следствия насыщения строительных материалов солями:
•	Увеличение коэффициента сопротивления паропроницанию (величина
/./) материалов.
•	Увеличенное насыщение строительных материалов влагой вследствие
затруднения транспортировки влаги. В обессоленном состоянии кирпич,
например, при 90% влажности воздуха набирает 0,3% по массе влаги.
При засолении 10 мг каменной селитры он может набирать около 12%
влаги по массе.
Кристаллизационное давление не могут удерживать никакие штукатур-
ки и покрытия. Они отрываются от основания. Прочность соединения с
основанием при срезе у штукатурки-лежит между 0,2 Н/мм2 и 1,2 Н/мм2.
Давление кристаллизации NaCl составляет около 55 Н/мм2 в зависимости
от температуры. Таким образом прочность соединения с основанием на срез
штукатурки не идет ни в какое сравнение с давлением кристаллизации соли.
Даже прочность цементной штукатурки MGr. Ill, равная 10 Н/мм2, или у
MGr. Ша - 20 Н/мм2 намного ниже кристаллизационного давления соли.
По растворимости соли могут быть подразделены на:
•	не водорастворимые: Таковы все силикаты (= с составляющей кремния).
Поэтому они не вызывают никаких повреждающих действий. Они не
участвуют ни в разлагающих атаках, ни в процессах, способствующих
им.
•	труднорастворимые в воде: Карбонаты в воде с pH больше 7 — труднора-
створимы. Однако если pH меньше 7, то имеет место кислый раствор и
разлагающее воздействие.
•	хорошо растворимые в воде: Сульфаты и соли кислородосодержащих
кислот, которые имеют элемент — серу. Сульфиды не содержат кислоро-
да. Так как они хорошо растворяются в воде, они могут легко транспор-
тироваться к стальным закладным деталям в железобетоне и вызывать
коррозию стали.
5. Строительная химия
•	легко водорастворимые: Хлориды. Это свободные от кислорода соли.
•	очень легко растворимые в воде: Нитраты. Это соли азотных соедине-
ний содержащих кислород кислот. Нитриды не содержат кислород.
Защитными мероприятиями являются:
•	Изоляция от средства растворения — воды.
•	Применение устойчивых строительных материалов с содержащими си-
ликаты, т.е. не водорастворимыми составляющими => гидравлический
раствор.
•	Химическое превращение вредных (так как они легко растворимы) со-
лей в труднорастворимые или вообще не растворимые в воде, т.е. полу-
чение невредных солей с помощью химической обработки.
Водорастворимость солей:
Силикаты Карбонаты	CaSiO3 СаСО3	(известняк)	Омг/л 15 мг/л
Суьлфаты	CaSO4 Na2SO4	(гипсовый камень) (глауберова соль)	2400 мг/л 11000 мг/л
Хлориды	NaCl СаС12	(поваренная соль)	36000 мг/л 75000 мг/л
Нитраты	Ca(NO3)2	(известковая или каменная селитра)	2666000 мг/л
Возможности реакции солей с другими веществами:
Реакции происходят не только:
• у кислот с кислотами
• у кислот с основаниями
•	у кислот с солями
•	у оснований с солями
Соли также реагируют с солями и образуют при этом путем ионного об-
мена две новых соли. Санирующие мероприятия часто основываются на
том, что легко водорастворимые вредные соли, такие, как сульфаты и хло-
риды и, особенно, нитраты, превращаются в труднорастворимые или вооб-
ще нерастворимые соли. При химической обработке необходимо очень точ-
но рассчитать, возникнет ли после нее менее растворимая или еще более
легко растворимая соль.
Химическая обработка только тогда успешна, если вновь образован-
ная соль будет менее растворимой.
5.13. Соли как
Пример 1. Превращение в кислотах.
Соль 1
СаСО3
Известняк
+(	^КислотаТ^) =>	Соль 2	+	(^Кислота 2
+	2HNO3	=>	Ca(NO3)2 +		н2со3
+	Азотная =>	Нитрат	+	Угольная
	кислота	кальция		кислота
Металл соли 1 переходит к кислотному остатку кислоты 1 и образует,
таким образом, новую соль 2 и новую кислоту 2.
Оценка:
Это не является решением, так как из безопасной соли (известняк) по-
лучается вредная соль — каменная селитра, хотя очень агрессивная азотная
кислота при этом превращается в слабую углекислоту. Как уже было указа-
но выше, каменная селитра является одной из самых сильно растворимых в
воде и, следовательно, одной из самых опасных солей. Каменная селитра
имеет свойство уже при небольшой влажности воздуха растворяться и при
небольшом высыхании также быстро кристаллизироваться, причем давле-
ние кристаллизации может быть таким сильным, что может разорвать сте-
ну.
Пример 2. Превращение в солях.
Соль 1
Na2SO4
Сульфат
натрия
(глауберова
соль)
Соль 2
+ ВаС12
+ Хлорид
бария
Соль 3
BaSO.
4
Сульфат
бария
Соль 4
2NaCl
Поваренная
соль
При реакции двух солей замещаются друг другом только металлы. Металл
соли 1 переходит к соли 2 и наоборот; получается соль 3 и соль 4.
Оценка:
Из хорошо растворимой в воде глауберовой соли получился также хоро-
шо растворимый сульфат бария. Из хорошо растворимого в воде хлорида
бария получился также хорошо растворимый в воде хлорид натрия (пова-
ренная соль). Одно из часто встречающихся при санации мероприятий, ко-
торое с самого начала обречено на неуспех.
При мероприятиях по санации необходимо учитывать следующее: чем
выше по нижеприведенной шкале располагается при санирующих мероп-
риятиях вновь полученная соль, тем более успешно санирование.
5. Строительная химия
СИЛИКАТЫ
КАРБОТНАТЫ
СУЛЬФАТЫ
ХЛОРИДЫ
НИТРАТЫ
Образование нижеследующих по шкале солей при химической обработ-
ке ведет к ухудшению.
Нитраты, однако, химически не могут обрабатываться, так как они очень
сильно растворимы в воде. Наилучшим мероприятием по зашите от них
является избежание химических реакций, которые ведут к образованию
вредных солей.
Важнейшими положениями при это являются:
•	защита от воды
•	исключение кислот и щелочей
•	изоляция от металлов
•	применение чистой воды
•	применение водостойких и кислостойких материалов
5.14.	Повреждающий фактор - микроорганизмы
К микроорганизмам относятся все маленькие живые существа от бактерий
до живых организмов в земле, растений низшего и высшего порядка. Дей-
ствие, повреждающее стройматериалы основывается на обмене веществ этих
микроорганизмов, процесс которого покоится на химическом и физичес-
ком основании.
Бактерии разлагают в основном органические вещества, при этом обра-
зуются газы. Из этих газов получаются кислоты, а из них - соли, в основ-
ном сульфаты и нитраты. Здесь наступает стадия, когда в процесс повреж-
дения втягиваются также и неорганические вещества, такие, как
штукатурки, растворы, бетон. Микрорганизмам нужна вода как основа жиз-
ни, а также тепло и отсутствие прямого солнечного облучения. Грибки, мхи
и лишайники хорошо развиваются в темном, но тепло-влажном окруже-
нии.
Более высокие растения, как кустарники и деревья, как правило, требу-
ют солнечного освещения. Однако они имеют источник повреждения стро-
ительных конструкций — их корневую систему. Корни требуют тени, влаги
и питательных веществ, чтобы поддерживать жизнь растений. Поэтому кор-
ни ищут пути к воде и тени, проникая в любое маленькое отверстие. Вслед-
ствие роста корней от них исходит такая большая разрывная сила, что даже
бетон не может ей противостоять не получая повреждений. Корни могут
5.15. Правила для избежания строительных повреждений
развиваться в конструкциях, особенно в швах внахлестку кровельного по-
крытия на плоских крышах, на озелененных фасадах — в трещинах, в шту-
катурке, и, тем самым, вызывать строительные повреждения.
На озелененных крышах, которые с экологической точки зрения явля-
ются частичным возвращением природе той площади, которая занята под
застройку — необходимо в первую очередь следить за устройством прочного
против корней гидроизоляционного слоя, в котором должно быть как мож-
но меньше швов. Швы или повреждения представляют собой всегда слабые
места; поэтому тщательность и аккуратность исполнения является главней-
шим условием.
Лучший способ избежать повреждений за счет микроорганизмов — это
изолировать конструкцию от воды и загрязнения, обеспечить действие воз-
духа и прямого солнечного облучения.
5.15.	Правила для избежания строительных
повреждений
Строительные повреждения могут быть с самого начала исключены или, по
меньшей мере, очень ограничены, если будут соблюдаться следующие ус-
ловия:
Вещественные:
•	Вода. От нее необходимо изолироваться как от основы химических про-
цессов большинства повреждающих факторов.
•	Газы. Необходимо принять меры по ограничению газообразования, в
основном образования газов, вызывающих строительные повреждения:
со, со2, so2nox.
•	Кислоты/щелочи. Применение их ограничить только самым необходи-
мым. Чистящие, моющие средства, травильные, выщелачивающие ве-
щества следует применять с большой осторожностью и предваритель-
ным анализом последствий.
•	Соли. Нельзя легкомысленно подходить к применению солей. Перед тем,
как бороться с существующими солями, следует выяснить их происхож-
дение, вид и действия. Избегать применения легко растворимых солей.
•	Микрорганизмы. Удаление основы жизни, в основном влаги, загрязне-
ния и тени.
•	Коррозия. Изоляция от влаги, изоляция от веществ, вызывающих кор-
розию.
Конструктивные:
•	Строительный материал. Выбор правильного материала для данной цели
применения.
•	Устройство. Правильное устройство. Гидроизоляционные слои, горизон-
тальные и вертикальные. Устройство внутренней вентиляции: удаление
влаги из конструкции; достаточный защитный слой бетона.
•	Доступность. Коммуникации всех типов должны быть как можно более
доступными:
=> монтаж по штукатурке
=> легкое обнаружение повреждений
=> облегченный ремонт
=> дешевое обновление
•	Водоотведение. Удаление листвы и грязи из водосточных желобов на кры-
ше. Исключить засорение водосточных труб. Достаточные уклоны трубо-
проводов. Установка контрольных шахт. Предусмотреть клапаны предотв-
ращения обратного тока. Кратчайший путь трубопроводов к главному
коллектору Как можно меньше поворотов. В грунтовых трубопроводах не
делать повороты под 90° (слишком узко), лучше 2 х 45°. Исключить прови-
сание грунтовых трубопроводов.
•	Вынос карнизов кровель. Достаточно большие выносы карнизов как
у водосточных желобов, так и у щипца.
•	Уклоны. Достаточные уклоны наружных оконных сливов, стеновых кар-
низов, крыш.
•	Конструкция слоев. Правильное расположение слоев строительных
ограждающих конструкций, соответственно указаниям по теплозащите
и в особенности защите от влажности.
•	Соединения. Устройство швов при соединении двух различных по свой-
ствам строительных материалов. Обеспечение длительной плотности
стыков.
•	Покрытия. При покрытиях, окрасочных слоях, обкладках следить за их
плотностью и выполнением ими своих функций.
Таким образом строительная физика и строительная химия являются
двумя очень важными разделами строительной науки для санирова-
ния зданий. Без знания этих разделов невозможно создание прочных,
долговечных и комфортных зданий и сооружений
Алфавитный указатель
абсолютная влажность воздуха 180
агрегатные состояния 162
адгезия 166
акустика 310
помещений 311
строительная 311
амплитуда колебаний 294
антипирены 432
болевой порог 304
борьба с огнем 423
брандмауеры 437
бунгало 30
вентилируемая крыша 149
виды шума 407
влажность — защита от влажности 161
внутренние тепловыделения 51
вода
как причина повреждений в
строительстве 462
капиллярного всасывания 165
водонакопительный слой 153
водонакопление 195
водяной пар 161
воздухообмен 17, 50
воздушный шум 308
время огнестойкости 435
время реверберации 311
высота тона 294
газы 449
как причина повреждений 450
гальванический элемент 459
гашеная известь 457
гидроизоляция 151, 161, 171
градусо-сутки отопительный период 50
граничная частота 302, 314
громкость звука 294
грунтовая влага 161
давление водяного пара 191
деформационные швы 174
деформация 142
децибел 298
динамическая жесткость 347
динамический модуль упругости 300
диффузия водяного пара 192
длина волны 301, 302
дом блокированного типа 30
жалюзи 16
защита окружающей среды 14
защита от шума 291
звуковая мощность 297
звуковая энергия 297
звуковое давление 296
звукоизоляция 306
Звукопередача через конструкцию 317
звукопоглотители 311,319
звукопоглощение 317
звукопроводность 302
звучание 295
зимние сады 16, 56
интенсивность звука 297
испарение 195
источники шума 405
капиллярность 166, 169
квивалентная площадь
звукопоглощения 311
квинта 312
кислотные дожди 466
кислоты 451
как причина повреждений 465
кислые соли 457
классы огнестойкости 430
когезия 166
комфорт 14, 26
конденсат 192
конденсат — точка росы 180
коридоры 440
корпусный шум 308
коррозия 192, 458
контактная 459
химическая 459
коэффициент
звукопередачи 302
звукопоглощения 317
пропускания энергии 16
сопротивления паропроницанию
185
температурного расширения 141
тепловосприятия 34
теплообмена 22
теплопроводности 18
теплопроницания 24
теплоусвоения 28
теплоусвоения материала 24
тепловосприятия и теплоотдачи 34
Алфавитный указатель
тепловосприятия и теплоотдачи 35
кривые равной громкости 305
кругооборот воды 165
крыша
вентилируемая 149
неэксплуатируемя плоская 150,151
озелененная 150
перевернутого типа 152
летняя теплозащита 57
маркизы 16
массивность стены 28
метод по ограждающим конструкциям
(поэлементный) 44
метод энергетического баланса 33, 46
микроорганизмы
как повреждающий фактор 474
модуль упругости 143
мостики звука 375
мостики холода 288
напольное отопление 54
невентилируемая плоская крыш 151
нежелезные металлы 461
нейтрализация 456
нейтральные соли 457
несгораемые строительные материалы
424
Нормы по теплозащите (WSChVO) 53
облицовки 56
обоженная (негашеная) известь 457
обшивки 56
общее сопротивление теплопередаче
23
общий коэффициент теплопередачи 23
общий энергетический коэффициент
пропускания 58
огнезадерживающие двери 438
огнезащитные заполнения проемов 437
октавные шаги 312
ориентация окон 17
основные соли 457
остекление 55
относительная влажность воздуха
14, 29, 179
отопительные приборы 55
отражение звука 317, 320
пароизоляция 151, 171
паронепроницаемость 185
период
водонакопления 196
высыхания 195
конденсации 195
перфорированные поглотители 318
плавающая стяжка 367
плитные поглотители 318
плоскостные источники шума 408
плоскость конденсации 199
плотность
материала 20
диффузного потока 197,202
поверхностная масса 61, 350
повреждение сооружений 448
биологическими процессами 448
имическими процессами 448
физическими процессами 448
пожарная безопасность 423
пожарная защита 423
пожарные отсеки 440
пожарозащитные клапаны 438
поле
музыкальное 293
разговорной речи 293
слышимости 293
пористость 166
пористые поглотители 318
порог слышимости 298, 304
предел огнестойкости 432
предупредительная защита 423
принудительная вентиляция 17
производственный шум 408
протон 454
рабочие швы 174
резонансная частота 349
резонансные поглотители 319
рекуперативное получение тепла 15
сгораемые строительные материалы
424
скорость звука 300
слой выравнивания давления водяного
пара 154
соли 454
как фактор повреждений 470
солнечные коллекторы 15,19
солнечные теплопоступления 33, 52
солнечные фотоэлементы 15
солнцезащитные устройства 16
сопротивление диффузии водяного
пара 197
сопротивление теплообмену 23
сопротивление теплопередачи 22
сопротивлений тепловосприятию и
теплоотдаче 34
строительная звукоизоляция 322
Алфавитный указатель
строительная химия 448
строительные конструкции при пожаре
429
температура 14
тепловая инерция 14, 16
тепловой насос 15
теплозащита 14
теплоизолирующая способность 22
теплоизоляция 16
теплонакопительная способность 25
теплоноситель 18
теплопередача 17
теплопотери 31
теплопроводность 16
термическое сопротивление 23
терцийные шаги 312
тон 295
торможение водяного пара 185
точечные источники шума 408
транспортный шум 408
ударный шум 308
ударный шум в перекрытиях 362
удельная теплоемкость 24
уровень громкости 305
уровень звукового давления 298
утеплитель 151
фон 305
частота 294
частоты в октавных интервалах 293
часть комплекса эвакуационных путей
440
число pH 453
шкала громкости 308
шум 295
шумозащита в градостроительстве 407
шумозащитные стены 411
щелочи 452
как фактор повреждений 468
эвакуационными путями 439
эквивалентные толщины воздушных
слоев 199
экономия энергии 14
эксплуатируемые плоскости крыш 150
электрон 454
электрохимическая коррозия 459
электрохимический ряд напряжений по
Гальвани 460
эффект волновых совпадений 302
Заявки на книги присылайте по адресу:
125319 Москва, а/я 594
Издательство «Техносфера»
e-mail: knigi@teclmosphera.ru
sales@technosphera.ru
факс: (095) 956 33 46
В заявке обязательно указывайте
свой почтовый адрес!
Подробная информация о книгах на сайте
http://www.technosphera.ru
В. Блази
Справочник проектировщика.
Строительная физика
Компьютерная верстка — М.В. Алексеева
Дизайн книжных серий — С.Ю. Биричев
Ответственный за выпуск — Л.Ф. Соловейчик
Формат 60x90/16. Печать офсетная.
Гарнитура Ньютон
Печл. 30. Тираж 5000 экз. Зак. № 1687
Бумага офсет №1, плотность 65 г/м?
Издательство «Техносфера»
Москва, ул. Тверская, дом 10 строение 3
Диапозитивы изготовлены ООО «Европолиграфик»
Отпечатано на ГУРПП
г. Ржев, ул. Урицкого, дом 91