книги / Физика среды и ограждающих конструкций. Ч. 1

1.2 Влажностное состояние конструкций.

Влага оказывает огромное влияние, чаще негативное, на

теплозащитные качества ограждений. Известно, что вода прекрасно

проводит тепло, а воздух, особенно сухой, обладает теплоизоляционными качествами. Поэтому теплоизоляционные материалы с большим количеством пор, заполненных воздухом, имеют прекрасные теплозащитные свойства. Однако, если поры заполняются влагой,

теплоизоляционная способность материала резко ухудшается. Коэффициент теплопроводности увеличивается, следовательно

сопротивление теплопередаче уменьшается. Увлажненные материалы быстро разрушаются от коррозии, замораживания, биологических

конденсационную влагу. Наибольшую опасность для ограждений представляет гигроскопическая и конденсационная влага.

Сорбционное увлажнение возникает вследствие способности материалов поглощать влагу, находящуюся в парообразном состоянии, из воздуха. Наибольшей сорбционной способностью обладают органические материалы: древесина, древесноволокнистые плиты, фибролит. Меньше впитывают влагу из окружающего воздуха кирпич, керамзитобетон, минераловатные плиты и минеральный войлок, полистирол. Практически не впитывает влагу пенополиуретан, так как покрывается в процессе полимеризации защитной пленкой, не пропускающей влагу.

Количество водяного пара, содержащегося в воздухе характеризуется парциальным давлением или упругостью водяного пара - е, мм. рт. ст.

При данной температуре упругость водяного пара может достигать только определенной величины, то есть максимальной упругости водяного пара Е. Максимальная упругость водяного пара растет с увеличением температуры. Значения Е приведены в приложении 1.

Степень насыщения воздуха влагой выражают через относительную влажность ф, представляющую собой отношение упругости водяного пара - е, мм. рт. ст. к максимальной упругости водяного пара Е мм. рт. ст при данной температуре:

Ф = е/Е • 100% Величина ф уменьшается с повышением температуры, так как при

этом увеличивается значение Е. Если Е = е, то ф =100% и е =Е , р Температура, при которой воздух данной влажности достигает полного насыщения водяным паром, а парообразная влага конденсируется и переходит в капельножидкое состояние, называется точкой росы тр.(рис.З)

Лабораторная работа № 1

Определение температуры и влажности психрометрическим методом

Задание: Используя психрометры, установленные в различных точках лаборатории, определить температуру точки росы в помещении и величину внутреннего нормативного перепада.

Оборудование: комплект психрометров Августа, развешенных в характерных точках помещения на уровне 1.5 и 2.4 м от пола Методика выполнения работы:

Психрометр Августа прост по устройству, однако его показания зависят от случайных факторов - движения воздуха в помещении, тепла отопительных приборов, сквозняков. При снятии показаний не следует близко подходить к ним, дышать на них и касаться их руками.

1.До начала испытаний необходимо проверить положение резервуаров, смоченных водой

последовательно по всем приборам по 3 раза с интервалом между

замерами 10-15 минут.

3.По температуре сухого и влажного термометров прибора определить психрометрическую разность, а затем по таблице приложения 1 относительную и абсолютную влажность воздуха в помещении.

4.Результаты оформить в виде таблицы 1.

На основании измерений составить заключение о соответствии температуры и влажности в помещении нормативным требованиям, равномерности распределения температуры по вертикали и величине внутреннего температурного перепада А1в = 1в-тв

Таблица 1.

1.3.Паропроницавмость ограждающих конструнций

Конденсационное увлажнение является следствием охлаждения водяного пара, движущегося через конструкцию, и возникает при низких температурах на внутренней поверхности или на границах ее конструктивных слоев вследствие промерзания конструкции.

В холодный период года теплый воздух всегда содержит больше водяного пара, чем холодный и парциальное давление внутри здания больше, чем снаружи. Под влиянием этой разности возникает поток водяного пара, направленный от внутренней поверхности к наружной. Возникает вероятность появления в конструкции плоскости, где водяной пар конденсируется.

Проектирование ограждающих конструкций зачастую связано с проверкой возможности конденсации пара на поверхности или внутри конструкции. Обычно не требуется определять паропроницаемость в таких конструкциях, как однородные однослойные с сухим и нормальным режимом; двухслойные конструкции стен с сухим и нормальным

режимом, если внутренний слой имеет сопротивление паропроницания больше 1.6.

Свойство материалов пропускать водяные пары называется паропроницаемостью. Коэффициент паропроницания обозначается |ли является справочной величиной.

Сопротивление паропроницанию слоя многослойной конструкции или однородной конструкции Яп определяется как

где 5 - толщина конструкции в метрах.

Водяной пар, проходя через толщу ограждения, теряет упругость из-за наличия у конструкции сопротивления паропроницанию.

Основное условие паропроницания:

£ С

определяет недопустимость накопления влаги в конструкции за период эксплуатации.

Для чердачных и вентилируемых покрытий:

еч о - среднее парциальное давление периода с отрицательными температурами.

ел упругость водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и влажности этого воздуха;

Повышенное насыщение конструкции влагой приводит к слиянию воды в пустотах и порах в пленку, в результате коэффициент теплопроводности X материала повышается, так как теплопроводность ^'•оды=^»5Вт/м2*°С, а теплопроводность воздуха - 0,02Вт/м2<0С Чем больше воды в порах материала, тем выше его теплопроводность. В

результате происходит интенсивный перенос тепла и потери его при

ограждающей конструкции выше точки росы, то конденсат не образуется,, На рис.4 показано, как можно графически определить положение плоскости конденсации водяного пара. Необходимо построить линию

сопротивлений, затем перенести полученные значения температуры и влажности на график, построенный в масштабе толщин.

водяного пара внутри конструкции нет.

Чтобы определить зону конденсации необходимо построить касательную к линии Е нв точке еа, и касательную к линии Е м в точке касания из точки е„ .

Конденсат может выпадать и при неправильном расположении слоев. Это необходимо учитывать при проектировании 2-х и 3-х слрйных панелей.

Для защиты от увлажнения утеплителя в покрытии следует предусмотреть слой пароизоляции ниже утеплителя, который нужно учитывать в расчетах.

Высотные здания вследствие своей высоты и протяженности почти всегда имеют плоские крыши и массивные бетонные чердачные перекрытия. Из-за своего горизонтального положения плоские крыши подвергаются экстремальному воздействию влаги. Если в чердачном перекрытии теплый воздух отделен от наружного холодного комплексным строительным элементом, то в нем может появиться зона,

где богатый парами воздух помещения достигнет точки росы. В результате этого возможно промокание конструкции. Опасность таких повреждений в невентилируемых крышах особенно высока. Укладка рубероида на неровную плиту неизбежно приводит к появлению пустот, по которым вода может беспрепятственно распространяться по перекрытию. Без пароизоляции влага конденсируется под слоем кровли, вследствие чего появляются вздутия рулонного ковра и потеря им герметичности. С помощью пароизоляции исключается также и диффузия воды из намокшего утеплителя вниз и проникание воды на поверхность несущей плиты.

Из сказанного ясно, что одна из проблем невентилируемой крыши заключается в том, что вода, попавшая в утеплитель, сама не может оттуда выйти. В этом смысле вентилируемую крышу можно назвать «саморемонтируемой», поскольку здесь между утеплителем и кровлей предусмотрена вентилируемая воздушная прослойка. Ветер проветривает крышу через находящиеся друг против друга отверстия. Если сечения отверстий составляют 0.25% площади крыши, то достигается воздухообмен, вполне достаточный для удаления лишней диффузионной влажности. Предполагаемое высыхание требует применения быстросохнущих утеплителей типа минеральной ваты.

Рис.4 Определение зоны конденсации водяного пара графически.