Федеральное агентство по образованию РФ Сибирский федеральный университет

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

Федеральное агентство по образованию РФ Сибирский федеральный университет Институт архитектуры и дизайна Кафедра ПЗ и ЭН Физика среды Паропроницание Выполнил: ст. гр. АФ 09 -12 Шкловец В. А. г. Красноярск 2012

Виды влаги 1. Строительная влага 2. Эксплуатационная влага 3. Атмосферная влага 4. Грунтовая влага

Характер взаимодействия материалов с водой 1. Смачиваемые (гидрофильные) 2. Несмачиваемые (гидрофобные)

Связь влаги со строительными материалами Фактором значительно влияющим на характер взаимодействия материала с влагой, находящейся в воздухе, или при непосредственном контакте с водой является капиллярно-пористая структура большинства строительных материалов. При взаимодействии с влагой могут изменяться физико-механические и теплотехнические свойства строительных материалов. Физико-механическая связь определяет удержание влаги в порах и капиллярах силами капиллярного давления и смачивание гидрофильных материалов. Эта влага перемещается внутри материала при возникновении давлений, превышающих капиллярное и испаряется из поверхностных слоев конструкций в процессе естественной сушки.

Отрицательные последствия увлажнения наружных ограждений С повышением влажности материалов ухудшаются теплотехнические качества ограждения, за счет увеличения коэффициента теплопроводности материалов, что приводит к увеличению теплопотерь здания и большим энергозатратам на отопление, ухудшает гигиенические качества ограждений, может иметь отрицательные последствия для технических качеств ограждений. Влажный строительный материал неприемлем, так как является благоприятной средой для развития в нем грибов, плесени и других микроорганизмов, споры и мельчайшие частицы которых вызывают у людей аллергию и другие заболевания. Чем больше влажность материала, тем менее морозостоек материал, а, значит, недолговечен. Замерзающая в порах материалов и на стыках слоев вода разрывает их, так как при превращении в лед вода расширяется. Деформация возникает также у ограждений, подверженных увлажнению, но выполненных из невлагостойких материалов, таких как фанера, гипс. Поэтому применение невлагостойких материалов в наружных ограждениях ограничено.

Сорбция и десорбция При длительном нахождении образца материала во влажном воздухе с постоянными температурой и влажностью, масса влаги, содержащейся в образце станет неизменной - равновесной. При повышении влажности воздуха масса влаги в материале увеличивается, а при увеличении температуры - уменьшается. Процесс увлажнения сухого материала, помещенного в среду влажного воздуха, называется сорбцией. Процесс уменьшения влагосодержания избыточно влажного материала в среде влажного воздуха - десорбцией.

Исключение конденсации водяных паров на внутренней поверхности ограждения не может гарантировать отсутствия конденсации влаги в толще ограждения. Влага в строительном материале может находиться в трех различных фазах: твердой, жидкой и газообразной. Каждая фаза распространяется по своему закону. В климатических условиях России наиболее актуальна задача движения водяного пара в зимний период. Из экспериментальных исследований известно, что потенциалом переноса пара - его движущей силой - служит парциальное давление водяных паров в воздухе – е, Пар перемещается от большего парциального давления к меньшему.

Паропроницание - это процесс движения водяного пара через толщу ограждения. Паропроницаемость характеризуется коэффициентом паропроницания μ , который зависит от физических свойств материала и отражает его способность пропускать диффундирующий через себя водяной пар. Паропроницаемость материала количественно равна диффузионному потоку водяного пара, мг/ч, проходящего через м 2 площади, перпендикулярной потоку, при разнице парциального давления водяного пара вдоль потока на границах поверхности ограждающей конструкции, равному 1 Па/м. Расчетные значения μ приведены в СП [1].

Общее сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции складывается из сопротивлений паропроницанию всех его слоев: R= δ 1/µ 1+…+ δn/µn, где n – количество слоёв Чтобы понять, какова паропроницаемость слоя материала (сопротивление проницаемости) необходимо разделить толщину слоя материала δ (в метрах) на соответствующий материалу коэффициент µ из таблицы СП [1]. Не требуется определять сопротивление паропроницанию следующих ограждающих конструкций: а) однородных (однослойных) наружных стен помещений с сухим или нормальным режимом; б) двухслойных наружных стен помещений с сухим или нормальным режимом

Расчёт на сопротивление паропроницанию Упругость водяного пара, диффундирующего через ограждение, по мере прохождения через его толщу будет изменяться между значениями внутреннего давления и наружного давления: Если линии Ев. Ен и евен не пересекаются, это указывает на невозможность конденсации влаги внутри ограждающей конструкции. При пересечении этих линий, конденсация возможна и возникает так называемая зона или плоскость возможной конденсации, а точка пересечения называется точкой росы.

Расчёт за годовой период: Пример расчёта приведён в СП [1] Зная продолжительность периода конденсации можно определить массу сконденсировавшейся влаги: Gк=(eв eк)/Rпк*Zк, где eв – давление водяного пара внутреннего воздуха, Па; eк – давление водяного пара в плоскости возможной конденсации; Rпк – сопротивление паропроницанию от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации; Zк – продолжительность периода конденсации (в часах). Eв=(φв*Ев)/100, где φв – относительная влажность внутреннего воздуха, %; Ев – давление насыщенного водяного пара при температуре внутреннего воздуха, Па, определяется по СНИП [2]. Eк= eв*(eв eн)/ Roп* Rx, где eв, eн – давление водяного пара во внутреннем и наружном воздухе соответственно; Roп, Rx – сопротивление паропроницанию, общее и в плоскости возможной конденсации.

За летний период – период высыхания – массу испарившейся влаги определяют по формуле: Gи=((eкср eв/ Rпк)+( eкср eн/ Rоп Rпк))*Zи, где eкср – давление водяного пара при средней температуре высыхания, определяется по СП [1]; Основное условие: Gк≤ Gи Если за летний период из конструкции будет испаряться столько же или больше влаги, чем будет конденсироваться за зимний период, то конструкция будет постепенно высыхать и находиться в состоянии равновесной влажности, то есть не будет разрушаться и терять свои теплозащитные качества.

Однако определение масс сконденсировавшейся и испарившейся влаги является приближённым, так как неопределёнными параметрами являются продолжительности периодов конденсации и испарения влаги – температура и влажность воздуха берутся в средних значениях; также сопротивление паропроницаемости от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации (Rпк) взято неточное, так как материал остаётся сухим и по другому сопротивляется паропроницанию, в отличие от влажного материала, сопротивление которого используется.

Согласно СНИП [2] Rпк должно быть не менее требуемой величины Rпктр из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за год эксплуатации: Rпкф≥ Rпктр= (( в Е)* Rпн)/(Е eн), где Rпн – сопротивление паропроницанию e части ограждающей конструкции, расположенной между плоскостью возможной конденсации и наружной поверхностью; Е=(Е 1 z 1+E 2 z 2+E 3 z 3)/12, где Е 1, E 2, E 3 – давление насыщенного водяного пара, принимаемые по температуре в плоскости возможной конденсации, определяемого согласно СНИП [2], используя, среднюю температуру наружного воздуха соответственно зимнего, весеннее-осеннего и летнего периодов, определяемая по формуле: τn=tв(tв tn)*(Rsi+ Rпк)/Ro, где tв – температура внутреннего воздуха; tn – средняя температура наружного воздуха в один из периодов; Rsi – сопротивление теплоотдаче внутренней поверхности; Ro – общее сопротивление теплопередачи;

Расчёт за период с отрицательными среднемесячными температурами: В Нормах приведена методика определения требуемого сопротивления паропроницанию Rпктр, в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами воздуха: Rпктр=((0, 0024*Z 0(eв Е))/(γωδω∆Wcc+η), где: η=(0, 0024(Е eно)* Z 0)/ Rпп, где Rпп где – значение сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции в плоскости возможной конденсации, ено – среднее давление водяного пара наружного воздуха за период с отрицательными среднемесячными температурами; γω – плотность увлажняемого слоя; δω – толщина увлажняемого слоя; ∆Wcc – предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале увлажняемого слоя, определяется по СП [1]; Z 0 – продолжительность периода;

Давления насыщенного водяного пара для конструкций в агрессивной среде принимаются: Еаа= Е*( φас/100), где φас – влажность воздуха, которая зависит от засоленности среды; Для чердачных перекрытий сопротивление паропроницанию определяется по формуле: Rпктр=0, 0012(eв eно) Плоскость возможной конденсации приближённо принимается в однослойной конструкции на расстоянии ⅔ её толщины от её внутренней поверхности, а в многослойной конструкции – совпадает с наружной поверхностью утеплителя.

Вывод: Чаще всего расчет приводит к необходимости использования пленок: пароизоляционных и паропроницаемых, обеспечивающих необходимую расчетную величину сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции. Пароизоляционные - выполняют функцию паробарьера. Служат для уменьшения диффундирующего водяного пара изнутри помещения, снижают риск образования конденсата в утепленной конструкции. Паропроницаемые – выполняют функцию защиты утеплителя ограждающей конструкции от влаги и ветра снаружи, при этом легко выводящие влагу, так или иначе проникшую в утеплитель.

Нормативные документы: [1]. СП 23 -101 -2004 Проектирование тепловой защиты зданий [2]. СНИП 23 -02 -2003 Тепловая защита зданий

Список литературы: 1. Соловьёв А. К. / А. К. Соловьёв Физика среды. - М. : 2008 2. Скороходько И. Ф. / И. Ф. Скороходько Справочник по теплоснабжению и вентиляции. - М. : 1976 3. http: //wikipedia. org/; 4. http: //www. zodchii. ws/;

Скачать презентацию Федеральное агентство по образованию РФ Сибирский федеральный университет

Физика среды.pptx

Количество слайдов: 19