Влажностный режим помещений.

В толщу ограждения влага попадает во время кладки с растворами, а в дальнейшем происходит увлажнение атмосферной влагой, влагой внутреннего воздуха, грунтовой влагой. Для защиты стен от атмосферной влаги наружные поверхности штукатурят или облицовывают. Для защиты стен от грунтовой влаги устраивают в цокольной части гидроизоляцию.

При эксплуатации зданий существует два вида увлажнения: гигроскопическая влага, поглощаемая пористым материалом из окружающего воздуха, и конденсационная влага, образующаяся на внутренней поверхности стен и появляющаяся при конденсации в ограждениях водяных паров воздуха. Степень насыщения воздуха водяным паром определяет относительная влажность j.

Наблюдать действие гигроскопической влаги можно на примере стен, выполненных из силикатного кирпича. При большой влажности воздуха такие стены темнеют, так как кирпич впитывает влагу. Влага нарушает структуру материала и его прочность, поскольку при замерзании влага, находящаяся в конструкции, увеличивается в объеме, создавая внутреннее напряжение в материале.

Растворенные во влаге агрессивные вещества, проникая в конструкцию, вызывают коррозию не только металлических конструкций и арматуры в железобетоне, но и кирпича, бетона.

При увлажнении материалов снижается коэффициент теплопроводности ограждения, возрастает теплопередача и нарушается температурно-влажностный режим внутри помещения, что отражается на самочувствии людей. При высокой влажности и высокой температуре снижается возможность испарения, в помещении душно, трудно дышать. При очень низкой влажности и высокой температуре не только ощущение жары, но и пересыхает слизистая оболочка, что так же ухудшает самочувствие. Нормативными для жизнедеятельности человека являются относительная влажность помещения от 50 до 60 % и температура воздуха 18–20°С.

Конденсат выпадает в первую очередь на более охлажденных поверхностях: в углах помещений, на более холодных стеклах окон.

Появление конденсата на внутренней поверхности стены можно предупредить увеличением сопротивления теплопередаче ограждения R₀ за счет утолщения стен, средствами вентиляции или повышением температуры внутреннего воздуха. Для ликвидации запотевания внутренних стекол окон достаточно увеличить воздухообмен, т.е. проветриванием снизить влажность воздуха в помещении. Если конденсат выпал на внутренней поверхности наружного стекла, следует ликвидировать доступ теплого и влажного воздуха в межстекольное пространство, заделав щели внутреннего переплета.

Если температура и влажность внутреннего воздуха очень высоки, конденсат может выпадать не только на внутренней поверхности ограждения, но и внутри его, происходит движение пара из помещения наружу – диффузия водяного пара.

При проницании водяного пара через слой материала последний оказывает сопротивление.

Сопротивление паропроницанию R_n однослойной конструкции или отдельного слоя многослойного ограждения вычисляется по формуле

где d – толщина слоя ограждения, м; m – расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждения, мг/(мчПа).

Общее сопротивление паропроницанию многослойного ограждения вычисляется по формуле

Сопротивление паропроницанию воздушных прослоек в ограждении принимают равным нулю независимо от расположения и толщины прослоек.

Сопротивление паропроницанию R_n конструкции определяют в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации.

Плоскость возможной конденсации однослойной конструкции распологается на расстоянии, равном 2/3 толщины конструкции, а в многослойной совпадает с наружной поверхностью утеплителя.

Конденсация пара внутри ограждения снижает теплотехнические качества ограждения.

При образовании конденсата между наружной штукатуркой и кладкой из пористого кирпича при отрицательных температурах наружного воздуха образуются ледяные линзы и происходит отслаивание наружной отделки стен.

В покрытии плоскость возможной конденсации располагается под стяжкой или гидроизоляцией. Зимой замерзшая вода образует линзу льда, которая, увеличиваясь в объеме, отдирает гидроизоляцию или стяжку.

Сопротивление паропроницанию R_vp, м²·ч·Па/мг ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию, определяемых по формулам:

где е_в – упругость водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и влажности этого воздуха; R_n.н. – сопротивление паропроницанию, м²чПа/мг; е_н – средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период; z₀ - продолжительность, сут, периода влагонакопления, равного периоду c отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха; Е₀ – упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации при средней температуре наружного воздуха периода с отрицательными среднемесячными температурами; g_w – плотность материала увлажняемого слоя кг/м³; d_w – толщина увлажняемого слоя ограждения, м; DW_ср – предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале, %; Е – упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации

где Е₁, Е₂, Е₃, – упругости водяного пара, Па, принимаемые по температуре в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов.

где е_н.о. – средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными температурами.

Влажностный режим помещений. Влага воздуха помещения. Упругость водяного пара, относительная влажность, влагосодержание, влагоемкость и коэффициент диффузии водяного пара.

Воздух помещения обычно более влажный, чем наружный. Вследствие разности влажностей и температур внутреннего и наружного воздуха и воздухопроницаемости конструкций происходит перенос влаги через ограждение. В процессе влагопередачи отдельные слои ограждения могут переувлажняться. Это приводит к заметному снижению теплозащитных качеств ограждения. Таким образом, при расчете передачи тепла через наружные ограждения вопрос о влажностном состоянии материалов в конструкциях является одним из основных.

При расчете влагопередачи через ограждения необходимо знать влажностное состояние воздуха в помещении, определяемое выделением влаги и воздухообменом. Источниками влаги в жилых помещениях являются бытовые процессы (приготовление пищи, мытье полов и пр.), в общественных зданиях находящиеся в них люди, в промышленных зданиях технологические процессы. Воздух может ассимилировать избыточную влагу и при вентиляции помещения удалять ее.

Количество влаги в воздухе определяется eгo влагосодержание d, г влаги на 1 кг сухой части влажного воздуха. Кроме того, его влажностное состояние характеризуют упругостью или парциальным давлением водяных паров е, Па (мм рт. ст), или относительной влажностью φ, %.

Упругость водяного пара е качественно отражает свободную энергию влаги в воздухе. Величина е возрастает от нуля до максимальной упругости Е, соответствующей полному насыщению воздуха и максимальной величине свободной энергии влаги.

Влагосодержание d возрастает с увеличением упругости водяного

пара е воздуха. Изменение d от е определяет влагоемкость воздуха Влагоемкость воздуха ηвозд, г/(кг *Па) [г/(кг *мм рт. ст.)], показывает, насколько возрастает влагoсодержание воздуха Δd, r/кг при увеличении упругости Δе на 1 Па (1 мм рт. ст.):

Упругость полного насыщения воздуха Е, Па (мм рт. ст.), зависит от температуры. С возрастанием температуры насыщения величина Е увеличивается.

Уравнение баланса влаги в воздухе помещения имеет вид

где G - массовый расход отдельных составляющих (по притоку

«пр» и вытяжке «ух») воздухообмена, кr/ч; dпр и dyx - влагосодержание приточного и уходящего воздуха; W - интенсивность отдельных влаrовыделений, кr/ч.

Принимая dyx = dв и Gпр = Gух= G, получим формулу для определения влагосодержания dв , г/кг, воздуха в помещении.

Водяной пар передается во влажном неподвижном воздухе к поверхностям посредством диффузии. Если поверхность сорбирует водяной пар, то в слое воздуха около поверхности концентрация водяного пара уменьшается. За счет разности концентраций происходит диффузия водяного пара. Коэффициент диффузии водяного пара в воздухе D, м2 /ч, равен

Rде Dо ==О,08 коэффициент диффузиипри Т=273 С и р = О,lОl МПа

(760 мм рт. ст.). Диффузию водяных паров в воздухе удобнее определять в зависимости от градиента упругости водяных паров. Миграцию влаги под влиянием перепада упругостей называют паропроницаемостью. Коэффициент паропроницаемости μ, r/(M . ч . МПа) аналогичен коэффициенту теплопроводности и равен массе влаги г, проникающей через м2 сечения воздуха в час при перепаде упругости водяных паров в воздухе в 1 МПа на 1 м (или в 1 мм рт. ст. на 1 м).

Величина μ связана с D следующей зависимостью: