Диффузия водяных паров |
![]() |
Водяной пар возникает при кипении воды и при испарении при различной температуре. Для перехода воды в газообразное состояние из окружающей среды поглощается тепло в количестве около 600 ккал/кг. Водяной пар в воздухе не заметен («облака водяного пара» представляют собой парящие в воздухе водяные капли). В воздухе может находиться лишь определенное количество водяною пара: чем теплее воздух, тем больше возможное содержание водяных паров. Процентное содержание пара в воздухе фактически определяет показатель относительная влажность воздуха. При снижении температуры воздуха и сохраняющемся без изменения содержании водяных паров возрастает относительная влажность воздуха. Пример: содержание водяных паров в воздухе 125,2 кг/м2.
Если в этом примере и дальше понижать температуру воздуха, то водяные пары конденсируются в жидкость. Температура, при которой относительная влажность воздуха достигает 100%, называется точкой росы смеси воздуха с водяными парами. Атмосферное давление воздуха 1 ат равно 10000 кг/м2; в смеси воздуха с водяными парами часть давления вызывается водяными парами. Такой показатель целесообразно применять для характеристики содержания водяных паров в воздухе, так как при этом более наглядны возможности диффундирования (0,06 г воды/1 кг воздуха = 1 кг/м2). Поэтому разность в давлении водяных паров (рис, 3) отражает только различное содержание молекул водяных паров при одинаковом полном давлении воздушной смеси; в противоположность этому абсолютная разность давления как в паровом котле (рис. 4), например, в пузырях кровельных ковров. Различное давление водяных паров может выравниваться за счет диффузии через конструктивные элементы и их слои. Сопротивление диффундированию характеризуется коэффициентом μd (см, м). Если учитывается воздушная прослойка, то коэффициент сопротивления диффузии определяется по таблице «Термическое сопротивление и коэффициенты диффузионного сопротивления строительных материалов». При диффундировании внутри строительных конструкций возникают участки с пониженным давлением. Аналогично распределению температуры в конструкции распределяется давление в отдельных слоях в соответствии с их долей в общем коэффициенте сопротивления диффундированию. Воздушные прослойки малой толщины (снаружи 0,5, внутри 2 см) можно не учитывать. Примеры диффузии.
Для предотвращения
разрушения строительных конструкций необходимо исключить конденсацию в
них влаги. Конденсация возникает там, где фактическое содержание
водяных паров угрожает превысить количество, соответствующее
температуре. В примерах на рис. 5 —10 конструкция с граничными
воздушными слоями представлена в масштабе, пропорциональном их
теплоизоляции. Кривая рядом с прямолинейным изменением температуры
показывает максимально возможное давление водяных паров.
Для предотвращения
разрушений важно учитывать: достаточную теплоизоляцию. В примере (рис.
5) показана однослойная конструкция без конденсации. В примере (рис. 6)
возникает конденсат на внутренней стороне конструкции, так как доля
граничного воздушного слоя слишком велика. Граничный воздушный слой не
должен превышать определенной величины х в сопротивлении
теплопередаче 1/к (табл. 2);
правильное расположение слоев.
Диффузионная кривая должна иметь внутри по возможности крутой наклон, а
снаружи быть плоской (рис. 7). В противном случае возникает конденсация
(рис. 8). Уклон характеризуется коэффициентом μd: внутри высокий
коэффициент сопротивления диффундированию, хорошая теплопроводность =
высокий коэффициент μd; снаружи низкий коэффициент сопротивления
диффундированию, плохая теплопроводность = низкий коэффициент μd;
правильное расположение пароизоляции. Если пароизоляционный спой находится снаружи, то там падает давление водяных паров и в результате выпадает конденсат (рис. 9).
Чтобы этого избежать, слой
пароизоляции должен располагаться внутри, причём слои, находящиеся
перед ним, не должны превышать величины х в суммарном сопротивлении
теплопередаче 1/k (табл. 2).
Таблица 1. Давление водяных паров в воздухе.
Таблица 2. Максимальная доля граничного воздушного слоя до пароизоляции (х).
Эрнст Нойферт. «Строительное проектирование»
|