Диффузия пара

Содержание
  1. Влияние диффузии пара на долговечность кровельных конструкций
  2. Влияние влажности на долговечность кровельных конструкций
  3. «Боковая диффузия»
  4. Сопротивление диффузии пара
  5.  «Интеллектуальные» пароизоляционные системы
  6. Что такое паропроницаемость? Cамая загадочная характеристика
  7. Почему сначала о давлении?
  8. Что не понимают про паропроницаемость?
  9. Как на самом деле происходит «дыхание» стен?
  10. Что происходит с утеплителем?
  11. Полезна ли паропроницаемость для стен?
  12. Обеспечивает ли паропроницаемость воздухообмен?
  13. Почему же тогда в деревянном доме «дышится так легко»?
  14. Диффузия водяных паров | архитектура и проектирование | справочник
  15. Диффузия водяных паров — SDS-PROJECT
  16. записью
  17. Диффузия пара
  18. Образование конденсата и стратегии по минимизации диффузии пара
  19. Диффузия пара через ограждающие конструкции
  20. Уравнение диффузии пара через ограждающую конструкцию

Влияние диффузии пара на долговечность кровельных конструкций

Диффузия пара

Возведение кровли представляет собой сложный процесс, требующий профессионального подхода к сооружению всей конструкции. Одним из главных ее составляющих являются подкровельные пленки, защищающие кровельную конструкцию от разрушения, прежде всего от негативного воздействия пара.

Для защиты кровельных конструкций от теплопотерь и разрушений значительное внимание необходимо уделять пароизоляции, гидроизоляции и вентиляции кровли. Утепленная крыша наиболее подвержена негативным процессам, поскольку зимой через нее интенсивно происходит встречная диффузия водяного пара из воздушной внутренней среды здания во внешнюю среду.

Диффузионный перенос зимой происходит только наружу вследствие огромного перепада парциального давления. Летом процесс, как правило, обратный, так как внешний воздух значительно более влажный, чем внутренний.

Степень увлажнения конструкции за зимний период зависит от наличия тех или иных составляющих: пароизоляции, гидроизоляции, качественного утепления, вентиляции и т.д.

Влияние влажности на долговечность кровельных конструкций

Проникновение влаги в кровельные конструкции может быть обусловлено рядом причин:

  • диффузионные процессы;
  • конвекция;
  • высокое исходное влагосодержание в строительных материалах (остаточная влажность);
  • повреждение системы водоснабжения и др.

В результате конденсации водяных паров в холодное время года на нижнем слое кровельного покрытия образуется иней или наледь, которые непроницаемы для водяных паров (конденсация будет происходить также в верхнем слое утеплителя, на стропилах и подкровельной пленке).

Устойчивыми к воздействию диффузии конструкциями являются невентилируемые наклонные кровли, а также плоские кровли (эксплуатируемые и зеленые). На паронепроницаемых слоях скапливается влага из конструкции и происходит выпадение конденсата.

Влага отрицательно воздействует как на деревянные, так и на металлические элементы конструкции крыши. При переизбытке она начинает стекать во внутренние помещения, образуя протечки на потолке.

К наиболее неприятным последствиям приводит накопление влаги в теплоизоляционном материале, что резко снижает его свойства.

Чтобы исключить разрушительные воздействия влаги, необходимо максимально предотвратить ее попадание в кровельную систему. Однако полностью защитить конструкцию от воздействия влажности невозможно.

Влажностная нагрузка, вызванная диффузией, не является основной причиной разрушений. Как правило, повреждения вызывает внешняя влага и конвективный перенос влаги, содержащейся в мансарде.

Такие механизмы увлажнения при выполнении строительных работ полностью исключить невозможно!

«Боковая диффузия»

На практике встречаются такие повреждения строительных конструкций, возникновение которых не может быть объяснено исключительно диффузией и конвекцией. Приведем пример случая с «боковой диффузией». Конструкция: деревянная обрешетка, битумное кровельное покрытие, полиэтиленовая пленка (PE), минераловатный утеплитель.

Несмотря на полную непроницаемость конструкции, влага проступает на нижней части конструкции. Сначала было сделано предположение о том, что причиной стала повышенная влажность строительных материалов. Но поскольку с течением времени влага продолжала проникать, эта причина была отклонена. По прошествии пяти лет конструкция была вскрыта.

Деревянная обрешетка к тому времени уже большей частью сгнила.

Тогда была выдвинута версия о воздействии «боковой диффузии». Под этим явлением понимают проникновение влаги в кровлю через пористую кирпичную кладку.

Влажность деревянной конструкции над кирпичной кладкой уже по прошествии одного года увеличилась примерно на 20 %, в результате чего была превышена граница, при которой начинает образовываться плесень, по прошествии трех лет это значение увеличилось на 40 %, а по прошествии пяти лет – на 50 %.

Сопротивление диффузии пара

Для обеспечения долговечности кровельной системы необходимо сконцентрировать внимание на способности конструкции к высушиванию.

Уменьшении нагрузки по влажности обеспечивается с помощью пароизоляции с переменным коэффициентом Sd.

Показатель Sd определяется как произведение коэффициента сопротивления диффузии пара (показатель µ), который является постоянным для данного материала, и толщины элемента конструкции в метрах:

Снижение значения показателя Sd можно добиться путем уменьшения значения коэффициента µ при достаточно большом значении толщины элемента конструкции или путем увеличения коэффициента µ при достаточно незначительной толщине материала (например, пароизоляционные пленки). Воздействие водяных паров прежде всего связанно с коэффициентом µ, а затем – с толщиной слоя строительного материала, это означает, что при большом значении коэффициента µ конденсация воды идет быстрее, чем при меньшем его значении.

 «Интеллектуальные» пароизоляционные системы

В конструкции вентилируемых скатных крыш устраивают специальные зазоры. Как правило, их два – верхний и нижний. Через верхний зазор (между кровельным покрытием и гидроизоляцией) удаляется атмосферная влага, попавшая под кровельное покрытие. Благодаря вентиляции деревянные конструкции (обрешетка) постоянно проветриваются, что обеспечивает их долговечность.

Через нижний вентиляционный зазор удаляется влага, проникающая в утеплитель из внутреннего помещения. Качественное обустройство пароизоляции со стороны внутреннего помещения и наличие достаточного нижнего вентиляционного зазора исключают переувлажнение конструкции крыши.

Отметим, что при применении в качестве гидроизоляционных материалов «дышащих» мембран необходимость в нижнем вентиляционном зазоре отпадает.

Сопротивление водяному пару на пути его диффузии через слои материалов зависит от структуры материала.Коэффициент сопротивления диффузии — безразмерная относительная величина.

В качестве эталонной величины принимается коэффициент сопротивления диффузии водяного пара = 1, характерный для слоя воздуха высотой 1 м.Коэффициент сопротивления диффузии показывает, во сколько раз больше сопротивление диффузии строительного материала по сравнению с таким же по толщине слоем воздуха.

Показатель паропроницаемости материала (Sd) – величина, представляющая собой произведение коэффициента сопротивления диффузии () и толщины материала (d) в метрах: Sd (паропроницаемость) = • d.

Основной возможностью для удаления влаги из невентилируемой конструкции является высушивание вовнутрь: всякий раз, когда значение температуры снаружи изоляции выше, чем внутри, направление диффузионного потока изменяется – влага из строительной конструкции устремляется в сторону помещений .

(Для классических конструкций, открытых для диффузии, высушивание внутрь является второстепенным механизмом. Диффузионный поток, главным образом, обусловлен перепадом парциального давления)Это происходит уже в солнечные дни весной и осенью и значительно усиливается в летнее время.

Применение пароизоляции делает, на первый взгляд, строительную конструкцию защищенной от влажности. Однако в случае передачи влажности путем конвекции или вследствие повышенной влажности строительных материалов, высушивание вовнутрь в летнее время становится невозможным. В этом случае пароизоляция препятствует удалению влаги из конструкции.

Идеальная пароизоляция обеспечивается системой с высоким сопротивлением диффузии зимой и низким сопротивлением диффузии летом. Уже в течение нескольких лет оценка «интеллектуальной» системы пароизоляции осуществляется с помощью коэффициента Sd.

Эта система изменяет сопротивление диффузии в зависимости от уровня окружающей влажности. Таким образом, пароизоляция в холодный период непроницаема для диффузии и защищает конструкцию от действия влажности.

В теплых климатических условиях эта система открыта для диффузии пара и обеспечивает удаление избыточной влаги из утепленной конструкции.

Алексей Спицын, кандидат технических наук, технический представитель компании DuPont по строительным мембранам Tyvek®
В Европе существуют четкие стандарты, регламентирующие вопросы, связанные со строительством утепленных мансард.

В частности, согласно DIN 4108, паропроницаемость внутренней пленки — пароизоляции и внешней – гидроизоляции, находящейся в контакте с утеплителем, должна быть не менее 1:10, т.е. пароизоляция должна пропускать в 10 раз меньше пара, чем гидроизоляция.

Другой объединенный стандарт EN 13859 регламентирует критерии выбора материалов для гидроизоляции строительных конструкций. Благодаря нормативной базе и культуре строительства в европейских странах уже давно отработана конструкция утепленной мансарды и перечень материалов, применимых для ее создания.

К сожалению, в российской строительной практике ничего подобного не существует, издавна на Руси строили кровлю по технологии «холодного чердака». Переход на понимание «концепции утепленной мансарды» проходит медленно и болезненно.

До сегодняшнего дня в России активно строят мансарды с двойным зазором, не говоря уже о том, что материалы применяются не правильно или не соответствующего качества. Для решения вопроса влагопереноса в строительных конструкциях необходим комплексный подход к подбору материалов и технологии их применения.

В частности, существуют мембраны для пароизоляции (например, «интеллектуальная» Tyvek® VCL SD2 производства компании DuPont, показатель Sd = 2…4 м) и гидроизоляции (например, Tyvek® Solid или Supro Tape), разработанные в соответствии с жесткими требованиями стандартов и имеющие заданные показатели. Эти материалы монтируются в плотном контакте с волокнистым утеплителем и в комплексе обеспечивают функционирование утепленной мансарды, в любых климактерических условиях, создавая комфортный микроклимат.

В качестве примера «интеллектуальной» пароизоляции можно привести системы ISOVER VARIO KM, pro clima INTELLO и DELTA-Sd-FLEXX (DORKEN), которые изменяют сопротивление диффузии и паропроницаемость в зависимости от влажности и климатических условий.

В заключение еще раз подчеркнем, что в строительной практике нельзя исключать влияние нагрузки по влажности. Поэтому рекомендуется не экономить на конструктивных элементах кровельного покрытия и уделить значительное внимание способности конструкции к высушиванию.

Александр Исаковский, Дарья Полякова

При подготовке статьи были использованы
материалы компании «Пластэкс».
Статья подготовлена при содействии
компании«DORKEN.

Источник: http://www.krovlirussia.ru/rubriki/materialy-i-texnologii/vliyanie-diffuzii-para-na-dolgovechnost-krovelnyx-konstrukcij

Что такое паропроницаемость? Cамая загадочная характеристика

Диффузия пара

Паропроницаемость действительно остается одной из самых загадочных характеристик. Про неё вспоминают, когда хотят принизить свойства какого-то материала или, наоборот, преувеличить.

Коэффициент паропроницаемости отражает способность материалов оказывать сопротивление водяному пару. Для понимания этого процесса важно вспомнить о давлении газов.

Почему сначала о давлении?

Давление газов — это один из ключевых параметров, ведь пар — это именно газ (вода в газообразном состоянии).

Проще всего представить дом в виде чайника, внутри, которого кипит вода. Нагреваясь, молекулы разгоняются, они бьют о стенки чайника, создавая давление. Давление отдельного компонента в смеси газов, например пара, называется парциальным.

Стенки чайника не обладают паропроницаемостью, т.е. газ бессильно мечется внутри и не может выйти наружу. К счастью, у чайника есть носик с отверстием. В комнате за пределами чайника тоже есть пар, но температура там ниже, а потому парциальное давление тоже ниже.

Газ не любит присутствовать там, где давление высоко, поэтому он стремится покинуть область высокого парциального давления. Диффузия молекул будет происходить до тех пор, пока давление не придет в равновесие. Этот процесс мы видим в виде струи пара, которая вырывается через носик чайника. Чем больше разница парциальных давлений, тем быстрее газ будет покидать область высокого давления.

Основное отличие нашего дома от чайника заключается в том, что стены обладает той самой паропроницаемостью. Даже если они изготовлены из самого непроницаемого материала, например, бетона, пар все равно будет проходить, хоть и в небольших количествах.

Что не понимают про паропроницаемость?

Коэффициент паропроницаемости, который указывают в характеристиках материалов, — это относительная величина по сравнению с воздухом. У воздуха коэффициент 1, а у минваты 0,5. Это значит, что она пропускает пар в два раза хуже воздуха.

Если представить газ в виде витязя на распутье: на право пойдешь — в вентиляцию попадешь (с коэффициентом 1), налево — в стену из газоблоков (с коэффициентом 0,2), то для пара выбора бы даже не будет стоять.

Большая часть газа направилтся туда, где сопротивление минимально, т.е. в вентиляцию. Именно поэтому тезис о важности «дыхания» стен у многих специалистов часто вызывает улыбку.

В данном случае вентиляция работает, как носик чайника.

Через стены помещение покидает до 2-3% пара, остальная часть выходит через вентиляционную систему и технологические зазоры.

Как на самом деле происходит «дыхание» стен?

«Дыхание» стен — порождение рекламы, мифы, связанные с ним, мы разбирали в другой статье на канале (ссылка в конце статьи). Не будем грубо переносить принципы функционирования дыхательной системы человека на здание, как это часто делают в интернете. Лучше рассмотрим, как на самом деле пар проходит сквозь стены. При этом помним о примере с чайником.

На улице зима и холодно, а значит парциальное давление ниже, чем в доме. Внутри дома тепло, мы постоянно что-то готовим, принимаем душ и дышим, выделяя пар. Газ стремится покинуть помещение через места с наименьшим сопротивлением, т. е. через вентиляцию. Если стены пористые (деревянные, газобетонные), то небольшая часть пара выходит через них.

Происходит диффузия пара через стену и утеплитель, влага движется от теплого участка к более холодным. В каком-то месте пар конденсируется в воду, это место называется точкой росы. Расположение точки росы зависит от температуры и влажности.

Что происходит с утеплителем?

Тут многое зависит от толщины утеплителя. Если утеплитель толстый, то точка росы отодвигается. Если паропроницаемость теплоизоляции высокая, то конденсация произойдет внутри утеплителя. Для таких материалов, как минеральная вата, это очень нежелательно.

Расположение конденсата на примере разных утеплителей.

Если утеплитель имеет низкую паропроницаемость (пенополистирол (ППС и ЭППС) и небольшую толщину, то влага конденсируется на границе стены и теплоизолятора, что может разрушить стеновой материал. Если же толщина утеплителя достаточная, то область конденсации будет находиться в теплоизоляционном материале.

Надо отметить, что утеплителей с нулевой паропроницаемостью практически не встречается. Полностью не пропускает газ металл, поэтому из него делают газовые баллоны.

Полезна ли паропроницаемость для стен?

Присутствие определенного количество влаги внутри стены не является проблемой, опасно накопление воды внутри стены. Для этого при расчете теплового контура точку росы выносят на утеплитель, если это не сказывается на его свойствах. Некоторые стены закрывают слоем пароизоляции.

Обеспечивает ли паропроницаемость воздухообмен?

Паропроницаемость отвечает только за пар, она не заменяет собой нормальную вентиляционную систему.

Почему же тогда в деревянном доме «дышится так легко»?

Типичный аргумент в защиту тезиса о «дыхании» стен звучит так: «Если дыхания стен нет, то почему в «бетонной коробке» задохнуться можно, а в деревянном доме дышится так легко».

Это утверждение — следствие травмы наших соотечественников от проживания в панельных домах. После этого человек, попадая в деревянный дом, сразу чувствует разницу.

Единственное объяснение — деревянные стены «дышат».

На самом деле в наших многоквартирных панельных домах вентиляция оставляет желать лучшего, она просто не справляется с большой плотностью людей. В деревянном доме человек сразу чувствует разницу из-за большого количество технологических зазоров, которые появляются в результате усадки. Воздухообмен в таком доме происходит не через сам материал, а через технологические зазоры.

Таким образом, паропроницемость важна не в качестве показателя «дыхания» стен, а как сравнительная характеристика, которая позволяет проектировщику правильно рассчитать конструкцию стены.

  • 11 ошибок при затирке швов между плиткой
  • Клей ПВА в цементном растворе: лайфхак или ошибка?
  • Как говорить со строителями на одном языке? Словарь строительного сленга
  • Плитка на силиконовый герметик: лайфхак или ошибка?
  • Должна ли стена «дышать»? Современные строительные мифы
  • Спасет ли пароизоляция ваши стены? Строительные мифы о пароизоляции
  • Как отличить газоблок от пеноблока? Что лучше и почему их все путают?
  • Почему дачники перестают копать? Какие инструменты сейчас в тренде?

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5afd21555a104f9cc2915936/5d14c2e76c33d200aea9dc0f

Диффузия водяных паров | архитектура и проектирование | справочник

Диффузия пара

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 смРазность 119 — 14 = 105кг/м294,7% х 105 = 9,95кг/м25,3% х 105 = 5,5 кг/м2
114 см100%

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, ° СМаксимальное давление водяных паров, кг/ м2
— 1026,9
— 540,9
062,3
588,9
10125,2
15173,9
20238,1
25323

Таблица 2. Максимальная доля граничного воздушного слоя до пароизоляции (х):

Наружная температура, ° СОтносительная влажность воздуха, %
506070
— 1233,52517,8
— 1530,82316,2
— 1828,42115
1. 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.
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.
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»

Источник: http://arx.novosibdom.ru/node/200

Диффузия водяных паров — SDS-PROJECT

Диффузия пара

  • 15 Фев
  • Строительная физика
  • Нет коментариев

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 смРазность 119 — 14 = 105кг/м294,7% х 105 = 9,95кг/м25,3% х 105 = 5,5 кг/м2
114 см100%

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, ° СМаксимальное давление водяных паров, кг/ м2
— 1026,9
— 540,9
062,3
588,9
10125,2
15173,9
20238,1
25323
Таблица 2. Максимальная доля граничного воздушного слоя до пароизоляции (х).
Наружная температура, ° СОтносительная влажность воздуха, %
506070
— 1233,52517,8
— 1530,82316,2
— 1828,42115
1. 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.
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.
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»

записью

Источник: http://sds.uz/diffuziya-vodyanykh-parov.html

Диффузия пара

Диффузия пара

Замечание 1

Такое явление, как диффузия пара, становится невозможным для визуализации (в отличие от водяного пара), поскольку она невидима.

На диффузию пара сильное воздействие оказывает температура, особенно ее разница между той, которая в помещении, и той, что снаружи.

При холодной температуре воздух снаружи помещения будет охлаждаться до низких отметок термометра, при этом внутри помещения появится высокая влажность за счет конденсации водяного пара на внутренних сторонах стен.

Долговременное воздействие такого конденсата может спровоцировать повреждение стен за счет их полной пропитки влагой.

Образование конденсата и стратегии по минимизации диффузии пара

Пример минимизации диффузии пара хорошо демонстрируется в строительстве с помощью материалов теплоизоляционного и пароизоляционного типа. Многие стройматериалы могут изначально впитывать влагу, а впоследствии ее выделять, что делает их очень уязвимыми для чрезмерной влажности.

Следствием перепадов давления водяных паров становится просачивание их наружу сквозь толстые стены помещения. Таким образом, мы наблюдаем конденсацию водяного пара. С целью минимизации диффузии пара появились следующие стратегии:

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Нанесение пароизоляции из замедляющих диффузию строительных материалов на внутреннюю поверхность здания, а также — теплоизолирующего слоя из не препятствующего диффузии материала на внешнюю (наружную) поверхность.Утепление внешней стены снаружи при повышении температуры внутри стены. Здесь важную роль играет защита парозащитной прокладкой.

Благодаря свойствам материала, выполняющим функцию внешней теплоизоляции, помещение будет поддерживаться в сухом и теплом виде.

Зачастую масштабы переноса влажности посредством диффузии переоцениваются, не учитывая при этом вероятность влагообмена через конвекцию (за счет переноса с воздухом).

В условиях присутствия в конструктивном элементе полостей пустоты, влагообмен может осуществляться и через них. Влага в таком случае будет переноситься гораздо с большей скоростью и в более больших количествах.

Диффузия пара через ограждающие конструкции

Процесс диффузии пара демонстрирует свои особенности через ограждающие конструкции. Так в холодное время года наружная часть ограждающих конструкций отапливаемого помещения служит «разделителем» двух воздушных сред с равным барометрическим давлением, но с различными температурами и плотностью водяного пара.

Даже в условиях высокой относительной влажности будет фиксироваться в составе холодного наружного воздуха меньший объем водяного пара, в сравнении с теплым внутренним.

Иными словами, внутри помещения парциальное давление водяного пара окажется гораздо выше наружного.

Под воздействием разности парциальных давлений возникнет поток водяного пара, ориентированный в направлении от внутренней к наружной. Данный процесс характеризуется диффузией водяного пара.

Определение 1

Коэффициент паропроницаемости $m$ является отражением способности материала к пропусканию диффундирующего водяного пара.

Данный коэффициент численно равен определенному количеству влаги (в мг), диффундирующему через слой материала толщиной 1 м площадью в один квадратный метр за единицу времени. Разность парциальных давлений на поверхности слоя при этом составит один паскаль.

В случае высокой влажности для внутреннего воздуха, диффундирующий водяной пар будет конденсироваться внутри ограждающих конструкций. Плоскость возможной конденсации расположена на расстоянии, равнозначном 2/3 толщины однородной конструкции.

Уравнение диффузии пара через ограждающую конструкцию

В качестве главного механизма диффузии пара через ограждающую конструкцию выступает изменение влажности через ограждение. Уровень влажности при этом будет подчиняться законам, аналогичным для процессов передачи тепла через ограждающие конструкции.

Объем пара, проходящего через ограждение, будет прямо пропорционален площади материала $F$, а также — разности парциальных давлений пара по обеим сторонам ограждения $\delta P_п$, и при этом — обратно пропорциональным толщине ограждения $\delta X$.

$\delta P_п = P_{п1} — P_{п2} = e_1 – e_2$

Коэффициент паропропускания выражен в способности материала к пропусканию пара и газа. При его низком значении уменьшится вероятность обеспечения хорошей вентиляции и воздухообмена касательно внутреннего пространства внутри зданий.

Замечание 2

Зависеть коэффициент паропропускания главным образом, будет от внутренней структуры материала.

Лучшим природным материалом будет выступать дерево, позволяющее ограждающей конструкции «дышать». Упругость водяного пара характеризует его парциальное давление:

$E = \frac{e}{f}$. где:

  • $f$ — относительная влажность;
  • $e$ – упругость водяного пара в ненасыщенном влажном воздухе;
  • $E$ — упругость водяного пара в насыщенном влажном воздухе.

Источник: https://spravochnick.ru/fizika/diffuziya_para/

Booksm
Добавить комментарий