Влажностный режим строительных ограждающих конструкций

Влажностный режим наружных ограждений тесно связано с их технологическим режимом. С повышением влажности растет теплопроводность строительных материалов, что влечет за собой понижение теплозащитных свойств ограждений. Кроме того, влажностный режим ограждений имеет большое санитарно-гигиеническое значение (появление грибка, плесени), а так же техническое значение, как обуславливающий долговечность ограждения (расслаивание древесины, конденсации влаги и промерзание ограждения).

В промерзающих конструкциях встречается влага различного происхождения:

1) Строительная влага, т.е. влага, которая вносится в ограждение при его возведении, не оказывает влияние на дальнейший влажностный режим ограждения, если она будет своевременно удалена из него.

2) Грунтовая влага – поднимается из земли через фундамент и может достичь отметки до 242, 5 м от уровня земли. Для борьбы с ней производят гидроизоляцию фундамента.

3) Метеорологическая влага, попадающая в ограждение с осадками в верхние слои ограждений постепенно испаряющиеся.

4) Эксплуатационная влага, появляющаяся в помещениях с большим количеством влаговыделений (бани, прачечные).

5) Диффузионная влага, появляющаяся в результате конденсации водяных паров в толще ограждения.

Причиной высокой влажности строительной конструкции является обычно диффузионная влага. Процесс диффузии происходит очень медленно и связан с заменой одних молекул другими. В зимнее время парциальное давление паров внутри помещения выше, чем парциальное давление водяных паров наружного воздуха. В результате происходит движение водяных паров через ограждение от внутренней поверхности к наружной.

При определенном падении температуры внутри ограждения может оказаться, что парциальное давление водяных паров достигнет своей максимальной величины. При этом внутри ограждения будет происходить конденсация влаги. В течение зимы накопится влага в ограждении, и к апрелю влажность достигнет своего максимального значения.

По аналогии с теплопроводностью количество влаги, проходящей через ограждение, зависит от разности упругости водяного пара.

, Вт/м². (3.1)

, мг/(м²·ч). (3.2)

где μ – коэффициент паропроницаемости материала, мг/(м·ч·Па).

μ – это количество водяного пара, проходящего через 1 м² поверхности ограждения толщиной в 1 м² в течение 1 часа при разности парциальных давлений в 1 Па.

- упругости водяного пара с внутренней и наружной стороны ограждения в мм рт.ст.

. (3.3)

При диффузии водяного пара через слой материала последний оказывает потоку пара сопротивление, аналогичное сопротивлению, оказываемому тепловому потоку.

Сопротивление паропроницанию определяется по формуле:

, (м²·ч·Па)/мг, (3.4)

где δ – толщина слоя в м.

Сопротивление паропроницанию показывает, какую необходимо создать разность парциальных давлений водяного пара на поверхностях слоя, чтобы через 1 м² его диффуизировал поток пара, равный 1 мг в час.

Полное сопротивление паропроницанию в многослойном ограждении равняется сумме сопротивлений отдельных слоев.

, (3.5)

где – сопротивление паропереходу к внутренней поверхности ограждения,

– то же, у наружной поверхности.

. , (м²·ч·Па)/мг. (3.6)

В толще ограждения упругость водяного пара будет понижаться за счет сопротивления паропроницанию. В ограждении, состоящем из одного материала, падение упругости пара будет идти по прямой, а в многослойном ограждении – по ломаной линии. Упругость водяного пара на границах слоев ограждения определяется по формуле

. (3.7)

Все эти формулы действительны при отсутствии конденсации влаги внутри ограждения. При конденсации они справедливы только для тех слоев, в которых конденсации нет.

Если падение температуры в ограждении идет интенсивнее падения упругости водяного пара, то могут создаться условия, вызывающие конденсацию водяного пара в толще ограждения.

Расчет влажностного режима в ограждении обычно ведется графическим путем в следующей последовательности:

1. В соответствии с санитарно-гигиеническими нормами или технологическими требованиями принимаются параметры воздуха внутри помещения – t_в и φ _в.

2. Средняя температура самого холодного месяца (для января), средняя относительная влажность φ _н принимается по СП 131.13330 [7].

3. Рассчитывается общее сопротивление теплопередачи ограждения R₀.

4. Рассчитывается температура на поверхности и внутри ограждения. Строится график температур, причем, за расчетную – принимать среднюю наиболее холодного месяца.

5. По значениям температур находят величину максимальной упругости водяного пара – Е, Па (таблицам или по I – d диаграмме),
(при φ =100 %).

6. Определяют фактическую упругость водяного пара в каждом сечении – «».

7. Строят график максимальных и фактических упругостей водяного пара. Если они не пересекаются, то конденсация влаги в ограждении отсутствует. Если график пересеклись, то в ограждении имеет место конденсация влаги. Зону конденсации определяют путем построения касательных, проведенных из точек от линии «» к линии «Е». При наличии конденсации влаги необходимо предусмотреть меры борьбы с ней.

В приложении Е представлено графическое определение температуры и упругости водяного пара в наружной стене.