§2.6. Перемещение парообразной и жир ой влаги в ограждающих конструкциях.

Влажностное состояние стены может быть весьма разнообразным. В стене возможно появление зон, в которых влага существует в виде кристалликов ( иней, лед), пара или в капельном состоянии (рис. 11.56). Число индивидуальных зон и их возможные сочетания определяются значениями температур наружной и внутренней поверхности (t'.tj,величинами относительной влажности воздуха внутри и вне помещения (I_n, fj. При изменении внешних условий на границах раздела улица —стена и стена — помещение в толще стены и на границах возникают и получают развитие динамические процессы перехода к новому равновесию и т.д.

Парциальное¹ давление насыщенного водяного пара может меняться от 6,40 Па (t = —45° С ) до 4242 Па (t - 4-30° С ). Если две области с различными значениями давления Р_|м разделены пористо — капиллярной перегородкой,то это приводит к диффузионному процессу выравнивания давления. В реальных условиях диффузионный механизм выравнивания парциальных давлений водяного пара "смазывается" конвективными процессами и включением в ход процесса обходных путей (трещины,щели,отверстия).

На границах зон в нестационарных условиях имеют место фазовые превращения: пар+-»лед; пар«-»жидкость, сопровождающиеся тепловыми эффектами,что в свою очередь локально изменяет температурное поле и заметно искажает предсказательность определения границ зон на основе стационарной модели. "Искажение" стационарности процесса может сопровождаться появлением на границах зон локальных электрических полей,возникающих вследствие фазовых превращений.

В допущении отсутствия в стею зоны капельной конденсации влаги (f_o < f _(i)w ) и "неискаженности" процесса диффузии другими побочными явлениями вводят понятие коэффициента влаго — проницания^, аналогичного коэффициенту диффузии. Разработаны и методики экспериментального определения коэффициента влагопроницания в стационарных условиях [6]. Значения коэффициентов приводятся в СНИП и литературе [6,7]. В зарубежной литературе по строительной физике отношение плотностей диффузионных потоков паров воды в воздухе и материале называют коэффициентом сопротивления диффузии [2].

Р₌9воза,_; р > j 9 мат

Так,например, для засыпки из пористых материалов [)« 2 — 3, натурального дерева (3* 60, кладка из строительного кирпича

2. «10 О, стекла ^ = оо.

В литературе вводят также понятие сопротивления паро — проницанию R [ 2 ].

Ц

где 5 — толщина слоя.

Явление и процесс диффузии водяного пара через перегородку можно моделировать на тех же принципах,что и теплопроводность [2].

В допущении появления в стене конденсационной влаги (f₍₎ > f J процессы перемещения влаги описывается более сложно. Принято различать капиллярное перемещение,сопровождающееся слиянием отдельных капелек воды,образовавшихся при конденсации насыщенного пара. После полного или частичного заполнения пор и капилляров влагой говорят о начале фильтрационного перемещения влаги.

Фильтрационное перемещение происходит в условиях, которые недопустимы для ограждающих конструкций (стен, потолков). Теоретическое описание перемещения влаги в ограждающих конструкциях в условиях капиллярного перемещения также является очень сложным и неоднозначным [ 7 ].

Описание влажностного состояния осложняется еще более при отрицательных температурах снаружи или в части стоны. 11ри отрицательных температурах в капиллярах всегда имеется часть не замерзшей влаги. Температура замерзания влаги в капилляр*»* зависит от диаметра капилляра [ 7 ]. Так, например, в капилляр.

!

диаметром 1,57 мм вода замерзает при температуре —6,4° С, в капиллярах диаметром 0,24 мм — при —14,2° С, в капиллярах диаметром 0,1 мм —при —18,6° С. При растворении в. воде материала стены температура замерзания также заметно может изменяться (см. §2.3). Изменение влажностного состояния внешней поверхности стены может произойти под воздействием продолжительных косых дождей, снега, туманов, особенно в осенний период. Повышенная влажность воздуха в помещении в сочетании с низкими значениями температуры стены в весенний период после отключения отопления также приводит к выпадению конденсата на внутренней поверхности стены. Появление свободной влаги на внешней и/или внутренней поверхности стены, когда внутри нее влага находилась в парообразном состоянии, приводит к капиллярному всасыйанию влаги. Зоны капельного состояния в стене могуг оказаться с внешней и внутренней стороны,тогда как в центральной части может быть зона ненасыщенного пара.

Влажностное состояние наружных ограждений существенно сказывается на величине коэффициента их теплопроводности. Количество водяного пара, конденсирующегося в ограждении, зависит от конструктивных особенностей стены (многослойные стены), свойств материала и, кроме того,большое значение на количество конденсирующейся влаги оказывают температуры наружной и внутренней поверхности,влажности внутри и вне помещения. Вариации параметров f_B % и t_H оказывают большее влияние на значение концентрации пара, конденсирующегося в ограждении, чем вариация относительной влажности наружного воздуха f_H% .особенно при отрицательных температурах t_H. Для снижения накопления влаги в наружных ограждениях необходимо снизить доступ водяных паров в ограждения и, наоборот, облегчить выход их из него. Эффективным приемом является использование многослойных стенок —малопроницаемые слои должны располагаться с внутренней поверхности, а более паропроницаемые и низкотеплопроводные слои у наружной поверхности.