5. 4. 1. Сорбционная способность материала конструкции
Поглощаемая (адсорбируемая) влага пористым материалом конструкции называется сорбционной, или гигроскопической. Материал поглощает влагу до установления равновесия влагообмена с окружающей средой. При этом абсолютная влажность в порах материала оказывается больше, чем в окружающей среде, т. к. часть молекул водяного пара притягивается к внутренней поверхности пор и капилляров, т. е. адсорбируется поверхности, смачивает её.
Влагосодержание материала при установившемся равновесии влагообмена с окружающей средой называют равновесной влажностью равн . Зависимость влагосодержания от относительной влажности при определённой температуре изображается в виде изотерм сорбции:
Начальный участок изотерм с малыми значениями относительной и равновесной влажности соответствует начальной стадии поглощения водяных паров, когда водяной пар адсорбируется на поверхности пор материала.
Средняя часть изотерм соответствует второй стадии, когда количество влаги увеличивается, в порах и в капиллярах появляются участки водяной плёнки.
Участок изотерм с резким возрастанием равновесной важности при относительной влажности порядка 80 – 100 % соответствует третьей стадии поглощения водяных паров, когда основным процессом становится капиллярная конденсация, т. е. в тонких капиллярах конденсации образуется жидкая фаза.
При относительной влажности 100 % наступает самая высокая равновесная влажность возникает в органических соединениях. Она достигает 26 – 36 % от массы органического материала и 4 – 13 % от массы неорганического материала в зависимости от его пористости. Теперь возникает предел сорбционного увлажнения, а в капиллярах происходит диффузия: отдельные объёмы влаги соединяются воедино, и вода внутри капиллярных трубок способна перемещаться. Кроме того, происходит перемещение и паров воды (диффузия). Полное сорбционное увлажнение материала считают верхним пределом допустимого предела влагосодержания в конструкции.
5. 4. 2. Влияние относительной влажности воздуха на влажностный режим конструкции
Если воздух, соприкасающийся с увлажнённой конструкцией, охлаждается до температуры точки росы, то на внешней поверхности ограждения происходит конденсация водяного пара.
Внутренняя поверхность ограждения имеет температуру немного ниже температуры воздуха внутри помещения. На внутренней поверхности ограждения также может возникать конденсация пара, если относительная влажность внутреннего воздуха достигает предельного значения: Предельная относительная влажность воздуха внутри помещения равна
,
(1)
где Eвнутр.,констр – предельная упругость водяного пара при температуре, равной температуре внутренней поверхности ограждения, Eвнутр.,возд. – предельная упругость водяного пара при температуре, равной температуре внутреннего воздуха. Это значение пред. не должно превышать 50 % для общественных зданий, а для производственных помещений может иметь значения от 20 до 80 %.
Даже если нет конденсации водяного пара на поверхности ограждения, она может произойти внутри него. В холодный период года тёплый воздух внутри помещения и холодный снаружи имеют близкие значения относительной влажности. Однако в тёплом воздухе содержится больше водяных паров. Поэтому упругости водяного пара в стенах жилых и общественных зданий может достигать 1200 – 1300 Па. Под влиянием такой разности давлений водяного пара возникает диффузия водяного пара в направлении от внутренней поверхности к наружной.