Диффузия водяных паров

Характеристики и особенности диффузии водяных паров, учитываемые при проектировании зданий. Термическое сопротивление и коэффициенты диффузионного сопротивления строительных материалов.  Примеры диффузии. Правильное расположение пароизоляции. Давление водяных паров в воздухе. Максимальная доля граничного воздушного слоя до пароизоляции.


Водяной пар возникает при кипении воды и при испарении при различной температуре. Для перехода воды в газообразное состояние из окружающей среды поглощается тепло в количестве около 600 ккал/кг. Водяной пар в воздухе не заметен («облака водяного пара» представляют собой парящие в воздухе водяные капли).
 
В воздухе может находиться лишь определенное количество водяною пара: чем теплее воздух, тем больше возможное содержание водяных паров. Процентное содержание пара в воздухе фактически определяет показатель относительная влажность воздуха. При снижении температуры воздуха и сохраняющемся без изменения содержании водяных паров возрастает относительная влажность воздуха.
 
Пример: содержание водяных паров в воздухе 125,2 кг/м2.
 
Температура воздуха:
20°; 125,2:238,5 = 52%
15°; 125,2:173,9 = 72%
10°; 125,2:125,2 = 100%
 
Если в этом примере и дальше понижать температуру воздуха, то водяные пары конденсируются в жидкость. Температура, при которой относительная влажность воздуха достигает 100%, называется точкой росы смеси воздуха с водяными парами.
 
Атмосферное давление воздуха 1 ат равно 10000 кг/м2; в смеси воздуха с водяными парами часть давления вызывается водяными парами. Такой показатель целесообразно применять для характеристики содержания водяных паров в воздухе, так как при этом более наглядны возможности диффундирования (0,06 г воды/1 кг воздуха = 1 кг/м2). Поэтому разность в давлении водяных паров (рис, 3) отражает только различное содержание молекул водяных паров при одинаковом полном давлении воздушной смеси; в противоположность этому абсолютная разность давления как в паровом котле (рис. 4), например, в пузырях кровельных ковров.
 
Различное давление водяных паров может выравниваться за счет диффузии через конструктивные элементы и их слои. Сопротивление диффундированию характеризуется коэффициентом μd (см, м). Если учитывается воздушная прослойка, то коэффициент сопротивления диффузии определяется по таблице «Термическое сопротивление и коэффициенты диффузионного сопротивления строительных материалов».
 
При диффундировании внутри строительных конструкций возникают участки с пониженным давлением. Аналогично распределению температуры в конструкции распределяется давление в отдельных слоях в соответствии с их долей в общем коэффициенте сопротивления диффундированию. Воздушные прослойки малой толщины (снаружи 0,5, внутри 2 см) можно не учитывать.
 
Пример:
 
Внутри 20°/50% = Н 9 кг/м2; снаружи 15°/80% = 14кг/м2. Стена толщиной 24см : μd = 4,5 х 24 = 108 см. Штукатурка изнутри 1,5 см: μd = 6 х 15 = 6 см Разность 119 — 14 = 105кг/м294,7% х 105 = 9,95кг/м25,3% х 105 = 5,5 кг/м2
114 см 100%
 
Примеры диффузии.
 
Для предотвращения разрушения строительных конструкций необходимо исключить конденсацию в них влаги. Конденсация возникает там, где фактическое содержание водяных паров угрожает превысить количество, соответствующее температуре. В примерах на рис. 5 — 10 конструкция с граничными воздушными слоями представлена в масштабе, пропорциональном их теплоизоляции. Кривая рядом с прямолинейным изменением температуры показывает максимально возможное давление водяных паров.
 
Для предотвращения разрушений важно учитывать: достаточную теплоизоляцию. В примере (рис. 5) показана однослойная конструкция без конденсации. В примере (рис. 6) возникает конденсат на внутренней стороне конструкции, так как доля граничного воздушного слоя слишком велика. Граничный воздушный слой не должен превышать определенной величины х в сопротивлении теплопередаче 1/к (табл. 2).
 
правильное расположение слоев. Диффузионная кривая должна иметь внутри по возможности крутой наклон, а снаружи быть плоской (рис. 7). В противном случае возникает конденсация (рис. 8). Уклон характеризуется коэффициентом μd: внутри высокий коэффициент сопротивления диффундированию, хорошая теплопроводность = высокий коэффициент μd; снаружи низкий коэффициент сопротивления диффундированию, плохая теплопроводность = низкий коэффициент μd;
 
правильное расположение пароизоляции. Если пароизоляционный спой находится снаружи, то там падает давление водяных паров и в результате выпадает конденсат (рис. 9).
 
Чтобы этого избежать, слой пароизоляции должен располагаться внутри, причём слои, находящиеся перед ним, не должны превышать величины х в суммарном сопротивлении теплопередаче 1/k (табл.  2).
 
Таблица 1. Давление водяных паров в воздухе:
 
Температура, ° С Максимальное давление водяных паров, кг/ м2
- 10 26,9
- 5 40,9
0 62,3
5 88,9
10 125,2
15 173,9
20 238,1
25 323
 
Таблица 2. Максимальная доля граничного воздушного слоя до пароизоляции (х):
 
Наружная температура, ° С Относительная влажность воздуха, %
50 60 70
- 12 33,5 25 17,8
- 15 30,8 23 16,2
- 18 28,4 21 15
 
Диффузия водяных паров. Теплоизоляция. Строительное проектирование. Эрнст Нойферт, Bauentwurfslehre. Ernst Neufert Диффузия водяных паров. Теплоизоляция. Строительное проектирование. Эрнст Нойферт, Bauentwurfslehre. Ernst Neufert
1. Содержание водяных паров в воздухе при различной относительной влажности воздуха.
2. В соответствии с распределением температуры в строительной конструкции проходит кривая максимального содержания водяных паров в воздухе, диффундирующем через конструкцию — кривая давления насыщения.
3. Относительная разность давления пара с двух сторон строительной конструкции.
4. Абсолютная разность давления пара с двух сторон строительной конструкции.
Диффузия водяных паров. Теплоизоляция. Строительное проектирование. Эрнст Нойферт, Bauentwurfslehre. Ernst Neufert Диффузия водяных паров. Теплоизоляция. Строительное проектирование. Эрнст Нойферт, Bauentwurfslehre. Ernst Neufert
5. Давление водяных паров остаётся ниже максимально возможного — конденсата нет.
6. Граничный воздушный слой слишком велик из-за недостаточной теплоизоляции: конденсат на конструкции и внутри неё: X — максимально допустимая толщина граничного воздушного слоя.
7. Коэффициент, характеризующий расположение слоёв: крутизна кривой снижается к наружной стороне — хорошо.
8. Неправильное расположение слоёв: коэффициент и крутизна кривой растут к наружной стороне, в результате чего внутри конструкции выпадает конденсат.
Диффузия водяных паров. Теплоизоляция. Строительное проектирование. Эрнст Нойферт, Bauentwurfslehre. Ernst Neufert
9. Пароизоляция с холодной стороны: конденсат внутри конструкции.
10. Дополнительная пароизаляция с тёплой стороны предотвращает образование конденсата, X = максимальная теплоизоляция с внутренней стороны пароизоляции.
 
 
Эрнст Нойферт. «Строительное проектирование» / Ernst Neufert "BAUENTWURFSLEHRE"
поддержать Totalarch

Добавить комментарий

Подтвердите, что вы не спамер
CAPTCHA
Этот вопрос задается для проверки того, не является ли обратная сторона программой-роботом (для предотвращения попыток автоматической регистрации)