Паропроницаемость ограждений - Строительная теплофизика
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 парообразной. 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. Внутри строительных материалов ограждения влажный воздух находится в порах материала. Пар перемещается от большего парциального давления к меньшему.
В холодный период года в помещении температура воздуха значительно выше, чем на улице. Более высокой температуре соответствует более высокое давление насыщения водяным паром Е. Не смотря на то, что относительная влажность внутреннего воздуха меньше относительной влажности наружного, парциальное давление водяных паров во внутреннем воздухе ЕВ значительно превышает парциальное давление водяных паров в наружном воздухе ЕН. Поэтому поток пара направлен из помещения наружу. Процесс проникновения пара через ограждение относится к Процессам диффузии. Иначе говоря, водяной пар диффундирует сквозь ограждение. Диффузия есть чисто молекулярное явление, представляющее собой замену молекул одного газа молекулами другого, в данном случае замену молекул сухого воздуха в порах строительных материалов молекулами водяного пара. А процесс диффузии водяного пара через ограждения носит название Паропроницания.
Во избежание путаницы в терминологии сразу оговорим, что Паропроницаемость - это свойство материалов и конструкции, выполненной из них, пропускать сквозь себя водяной пар, а Паропроницание - это процесс проникания пара через материал или ограждение.
Из физики известно, что имеется полная Аналогия между процессами паропроницания и теплопроводности. Более того, соблюдается Аналогоя в процессах теплоотдачи и влагоотдачи на поверхностях ограждения. Поэтому можно рассматривать Аналогию между сложными процессами теплопередачи и влагопередачи Через ограждение. В табл. 3представлены прямые аналоги в этих процессах.
Таблица 3 Аналогия между процессами теплопередачи и влагопередачи при диффузии пара
Тепловое поле |
Влажностное поле |
Температура
|
Парциальное давление водяных паров
|
Теплопроводность материала Л, Вт/(м.оС) |
Паропроницаемость материала М, мг/(ч.М.Па) |
Термическое сопротивление слоя Толщиной д, м, RТ=Д/ л, м2.оС/Вт |
Сопротивление паропроницанию слоя толщиной Д, м, RП=д/ м, м2.Ч.Па /мг (2.43) |
Коэффициены теплоотдачи
|
Коэффициены влагоотдачи
|
Сопротивление теплоотдаче на поверхностях ограждения
|
Сопротивление влагоотдаче на поверхностях ограждения
|
Общее сопротивление теплопередаче ограждения RO=RВ+Уд/ л+RН, м2.оС/Вт |
Общее сопротивление паропроницанию ограждения RО. п=RП. в+Уд/ л+RП. н, м2.Ч.Па/мг (2.46) |
Плотность теплового потока через ограждение Q=(tВ-tН)/RO, Вт/м2 |
Плотность диффузионного потока влаги через ограждение G=(eВ-еН)/RО. п, мг/(ч.М2) (2.47) |
Паропроницаемость м зависит от физических свойств материала и отражает его способность пропускать диффундирующий через себя водяной пар. Паропроницаемость материала м количественно равна диффузионному потоку водяного пара, мг/ч, проходящего через м2 площади, перпендикулярной потоку, при градиенте парциального давления водяного пара вдоль потока, равному 1 Па/м.
Расчетные значения м приведены в справочных таблицах [4]. Причем для изотропных материалов м не зависит от направления потока влаги, а для анизотропных (древесины, других материалов, имеющих волокнистую структуру или прессованных) значения м приводятся в зависимости от соотношения направлений потока пара и волокон.
Паропроницаемость для теплоизоляционных материалов, как правило, рыхлых и с открытыми порами имеет большие значения, например, для минераловатных плит на синтетическом связующем при плотности с=50 кг/м3 коэффициент паропроницаемости равен м=0,60 мг/(ч.М.Па). Материалам большей плотности соответствует меньшее значение коэффициента паропроницаемости, например, тяжелый бетон на плотных заполнителях имеет м=0,03 мг/(ч.М.Па). Вместе с тем бывают исключения. Экструдированный пенополистирол, утеплитель с закрытыми порами, при плотности с=25 - 45 кг/м3 имеет м=0,003 - 0,018 мг/(ч.М.Па) и практически не пропускает через себя пар.
Материалы с минимальной паропроницаемостью используются в качестве Пароизоляционных слоев. Для листовых материалов и тонких слоев Пароизоляции ввиду очень малого значения м в справочных таблицах [4] приводятся сопротивления паропроницанию и толщины этих слоев.
Паропроницаемость воздуха равна м=0,0062 м2.Ч.Па /мг при отсутствии конвекции и м=0,01 м2.Ч.Па/мг при конвекции [2]. Поэтому в расчетах сопротивления паропроницанию следует иметь в виду, что пароизоляционные слои ограждения, не обеспечивающие сплошности (имеющие щели) (пароизоляционная пленка, нарушенная внутренними связями ограждения, листовые пароизоляционные слои, проложенные даже внахлест, но без промазки швов пароизоляционной мастикой), будут иметь бьльшую паропроницаемость, чем без учета этого обстоятельства.
По своему физическому смыслу Сопротивление паропроницанию слоя ограждения - это разность упругостей водяного пара, которую нужно создать на поверхностях слоя, чтобы через 1 м2 его площади диффундировал поток пара, равный 1 мг/ч.
Общее сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции (при диффузии пара) складывается из сопротивлений паропроницанию всех его слоев и сопротивлений влагообмену на его поверхностях, как это следует из выражения (2.41).
Коэффициент влагоотдачи, как правило, в инженерных расчетах общего сопротивления паропроницанию не применяется, в расчетах используют непосредственно сопротивления влагоотдаче на поверхностях, принимая их значения равными RП. в= 0,0267 м2.Ч.Па/мг, RП. н,= 0,0052 м2.Ч.Па/мг.
Упругость водяного пара, диффундирующего через ограждение, по мере прохождения через его толщу будет изменяться между значениями еВ и еН. Для нахождения парциального давления водяного пара еХ в любом сечении ограждения (рис. 9) пользуются формулой, аналогичной формуле (2.30) для определения распределения температуры по сечению ограждения:
,(2.48)
Где RП. в-х, RП. н-х - сопротивления паропроницанию, от точки х до соотвенственно внутреннего и наружного воздуха, м2.Ч.Па/мг.
Рис. 9. Распределение парциального давления и давления насыщения водяных паров по сечению ограждения.
Похожие статьи
-
Конструирование ограждающей конструкции с теплотехнической точки зрения В общем случае ограждение состоит из конструктивного слоя, теплоизоляционного...
-
Коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждения - Строительная теплофизика
Отношение амплитуды колебания теплового потока АQ, воздействующего на внутреннюю поверхность ограждения, к амплитуде колебаний температуры на этой...
-
Влажный воздух - Строительная теплофизика
Атмосферный воздух, состоящий из кислорода, азота, углекислого газа и небольшого количества инертных газов всегда содержит некоторое количество влаги в...
-
Влажностный режим ограждений тесно связан с их тепловым режимом, поэтому он изучается в курсе Строительной теплофизики. Увлажнение строительных...
-
Следует иметь в виду влияние на воздухопроницаемость конструкции, имеющиеся в ней какие-либо включения. Например, в кладке из кирпича или ячеистобетонных...
-
Теплопередача через многослойную стенку - Строительная теплофизика
Если с одной стороны многослойной стенки, состоящей из n слоев, поддерживается температура T В , а с другой стороны T Н < t В , то возникает тепловой...
-
Связь влаги со строительными материалами - Строительная теплофизика
По характеру своего взаимодействия с водой твердые тела делятся на Смачиваемые (гидрофильные) и Несмачиваемые (гидрофобные) . К гидрофильным строительным...
-
Теплоустойчивость помещения, Температура помещения - Строительная теплофизика
Теплоустойчивость Помещения - это его свойство поддерживать относительное постоянство температуры при изменении тепловых воздействий. Теплоустойчивость...
-
Термическое сопротивление воздушной прослойки - Строительная теплофизика
Для внесения единообразия сопротивление теплопередаче Замкнутых воздушных прослоек , расположенных между слоями ограждающей конструкции, называют...
-
Слой резких колебаний. Показатель тепловой инерция слоя D - Строительная теплофизика
Колебания температуры на внутренней поверхности ограждения вызывают колебания температуры в толще ограждения. По мере удаления от внутренней поверхности...
-
Конвекция - Строительная теплофизика
Конвекция - перенос теплоты движущимися частицами вещества. Конвекция имеет место только в жидких и газообразных веществах, а также между жидкой или...
-
Отрицательные последствия увлажнения наружных ограждений - Строительная теплофизика
Известно, что с повышением влажности материалов ухудшаются Теплотехнические качества ограждения за счет увеличения коэффициента теплопроводности...
-
Требуемое (нормируемое) сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции - это минимально допустимое сопротивление теплопередаче для рассматриваемого...
-
Метод сложения проводимостей - Строительная теплофизика
Для плоских ограждающих конструкций с теплопроводными включениями толщиной больше 50% толщины ограждения теплопроводность которых не превышает...
-
Приближенные инженерные методы, Коэффициент теплотехнической однородности - Строительная теплофизика
Коэффициент теплотехнической однородности Уже упоминавшийся в п. 2.1.7 Коэффициент теплотехнической однородности r является оценкой влияния различных...
-
Коэффициенты теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях - Строительная теплофизика
Рассмотрим стенку, отделяющую помещение с температурой tВ от наружной среды с температурой tН. Наруружная поверхность путем конвекции обменивается...
-
Воздухопроницаемость строительных материалов - Строительная теплофизика
Строительные материалы в основной своей массе являются пористыми телами. Размеры и структура пор у различных материалов неодинакова, поэтому...
-
Требуемые сопротивления паропроницанию ограждения Требуемые сопротивления паропроницанию ограждения между внутренней средой и плоскостью возможной...
-
При выводе общего сопротивления теплопередаче рассматривалось плоско-параллельное ограждение. А поверхности большинства современных ограждающих...
-
Основы теплопередачи в здании Перемещение теплоты всегда происходит от более теплой среды к более холодной. Процесс переноса теплоты из одной точки...
-
Расчетные значения параметров внутреннего микроклимата - Строительная теплофизика
В ГОСТ 30494-96 [13] приведены расчетные значения параметров внутреннего микроклимата жилых и общественных зданий в оптимальных для пребывания человека и...
-
Потребность в теплоте на нагревание инфильтрационного воздуха - Строительная теплофизика
Расход наружного воздуха, поступающего в помещения в результате инфильтрации в расчетных условиях, зависит от объемно-планировочного решения здания,...
-
Расчетная температура наружного воздуха - Строительная теплофизика
Самые холодные погодные условия в пределах отопительного периода года описываются Расчетными значениями климатических параметров . Они не являются...
-
Влажность материала, Сорбция и десорбция - Строительная теплофизика
В капиллярно-пористых материалах в естественной воздушной среде всегда находится некоторое количество химически несвязанной влаги. Если образец...
-
Разность давлений на наружной и внутренней поверхности ограждений - Строительная теплофизика
Известно, что в столбе газа статическое Гравитационное давление переменно по высоте. Гравитационное давление Р Грав , Па, в любой точке наружного воздуха...
-
Коэффициент теплоусвоения материала - Строительная теплофизика
Если представить себе полуограниченный массив какого-либо однородного материала, на плоскую поверхность которого воздействует гармонический тепловой...
-
Воздухопроницаемость наружных ограждений, Основные положения - Строительная теплофизика
Основные положения 2. ч). Воздухопронием через ограждения называют процесс проникновения воздуха сквозь их неплотности. Проникновение воздуха снаружи...
-
Излучение - Строительная теплофизика
Излучение (лучистый теплообмен) - перенос теплоты с поверхности на поверхность через лучепрозрачную среду электромагнитными волнами, трансформирующимися...
-
Введение, Цель и задачи курса, Предмет курса - Строительная теплофизика
Цель и задачи курса Конспект лекций дисциплины "Строительная теплофизика" предназначен для студентов, изучающих в рамках специальности...
-
Основное дифференциальное уравнение и методы его решения Процесс передачи теплоты через ограждение, все параметры которого остаются неизменными во...
-
Величина приведенного сопротивления воздухопроницанию окон жилых, общественных и производственных зданий RИнф, м2.Ч/кг при ?P= 10 Па, должна по...
-
Условия комфортности температурной обстановки в помещении - Строительная теплофизика
I условие комфортности касается общей температурной обстановки в помещении. Оно устанавливает связь между температурой воздуха и радиационной...
-
Показатели теплозащиты здания СНиП [1] устанавливает три показателя тепловой защиты здания: А) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных...
-
Теплоустойчивость ограждения Часто при определении нагрузок на системы кондиционирования воздуха возникают задачи, связанные с оценкой периодически...
-
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхностью ограждения внешней среде Бн = 23 Вт/(м2-оС) Сопротивление теплообмену - на внутренней поверхности: Rв = = =...
-
Комфортность тепловой обстановки в помещении, Тепловой баланс человека - Строительная теплофизика
Внутренние Тепловые условия в помещении ( Микроклимат ) могут быть заданы с 3-х позиций: - Комфортность для человека - Оптимальность для технологического...
-
Расчетные параметры наружной среды для теплотехнических расчетов Холодный период года и отопительный период Уровень теплозащиты ограждающих конструкций в...
-
За Расчетную скорость ветра v принимается максимальная из средних скоростей ветра в январе по румбам (направлениям) ветра. Но учитывается только ветер,...
-
Постоянный рост цен на тепловую энергию, в последние годы происходящий наиболее быстро, делает весьма актуальной задачу по определению Экономически...
-
Здание как единая энергетическая система - Строительная теплофизика
Совокупность всех факторов и процессов (внешних и внутренних воздействий), влияющих на формирование теплового микроклимата помещений, называется Тепловым...
Паропроницаемость ограждений - Строительная теплофизика