Диффузия и конденсация водяного пара в ограждающих конструкциях

/( м 2 ⋅ ч ).

диффундирует через пробу снаружи внутрь этого со - суда . Внутренняя влажность во втором сосуде близ - ка к 100%, поэтому диффузия пара идет изнутри , на - ружу . Если бы коэффициенты сопротивления диффузии обеих проб в сухой ( сосуд 1) и влажной ( сосуд 2) зонах были равны , то в помещении через некоторое время установилась бы относительная влажность , рав - ная точно 50% ( при условии , что относительная влаж - ность в сосуде 1 равна точно 0%, а в сосуде 2 точно 100%). При одинаковых разности парциальных давлений и раз - мерах проб в сосуд 1 должно было диффундировать точно такое же количество водяного пара , как диффун - дировало бы из сосуда 2. Поэтому независимо от от - клонений относительной влажности и температуры помещения равновесная влажность 50% доказала бы , что никаких различий между µ c ( сухая зона ) и µ в ( влажная зона ) нет . Однако , если µ в < µ c , то преобладает количество водяного пара , который диффундирует в направлении помещения , что ведет к повышению относительной влажности . Равновесная влажность устанавливается , если отношение разностей парциальных давлений , под действием которых находятся обе пробы , соответст - вует отношению значений коэффициентов сопротив - ления диффузии µ . Таким образом , ∆ р с / ∆ р в = = µ с / µ в . Если , например , равновесная влажность в помеще - нии составит 60%, проба 1 будет находиться под дейст - вием разности парциальных давлений 0,6 р нас , проба 2 под действием разности 0,4 р нас . Отсюда следует µ с / µ в = 0,6/0,4 = 1,5. Чем больше равновесная влажность воздуха в поме - щении превышает 50%, тем коэффициент сопротивле - ния диффузии µ в влажной зоны меньше коэффициен - та сопротивления диффузии µ с сухой зоны . Описан - ный способ позволяет рассчитать отношение значений µ с высокой точностью . Поскольку в определении массы нет необходимости , сосуды , а также пробы материала могут иметь любые размеры . С увеличением площади поверхности проб уменьшается относитель - ная площадь краевых участков и тем самым влияние возможной неравномерности диффузии . Путем двукрат - ного замера проб можно установить их фактическую однородность . Если вследствие повышения уровня температуры , а также ожидаемого притока или оттока водяного пара равновесная влажность изменяется , то возможен рас - чет значения µ . В этом случае определяют время , которое необходимо для того , чтобы снизить разность относительных влажностей на половину первоначаль - ной величины . Это время зависит от объема помеще - ния и паропроницаемости проб . Температура в поме - щении в течение всего времени испытания должна сох - раняться на постоянном уровне . Если перемножить коэффициент сопротивления диф - фузии µ и толщину слоя d пористого материала , получим сопротивление диффузии µ d соответствую - щего слоя материала . В литературе иногда применяют также понятие парциальное сопротивление диффузии , которое является более точной характеристикой , особен - но при рассмотрении многослойных конструкций . Сопротивление диффузии µ d имеет единицу изме - рения 1 метр ( м ). Оно показывает , насколько сопротив - ление диффузии слоя строительного материала толщи - ной d больше ( или меньше ) сопротивления диффу - зии слоя воздуха толщиной 1 м . Проницание водяного пара Λ П показывает , какое количество водяного пара в граммах в течение 1 ч диф - фундирует через 1 м 2 слоя строительного материала , если разность парциальных давлений p 1 – р 2 между противоположными границами слоя составляет 1 Па . Таким образом , получаем уравнение Λ П = 1/ µ dN г /

В

данном

уравнении

значение

находится

N

в знаменателе . Если в числитель последнего уравнения подставить разность парциальных давлений р 1 – p 2 , получим ко - личество водяного пара , которое фактически диффун - дирует через соответствующий слой строительного ма - териала [ г /( м 2 ⋅ ч )]: g =(p 1 – p 2 )( Па )/Nd µ . Оно в 1/( µ d ) раз превышает количество водяно - го пара , который при той же разности парциальных дав - лений и такой же температуре диффундировал бы че - рез слой неподвижного воздуха площадью 1 м 2 и тол - щиной 1 м . Если парциальные давления р 1 и p 2 определять не ис - ходя из относительной влажности воздуха и темпера - туры примыкающих к ограждению помещений , то най - денное по приведенному выше уравнению количество водяного пара , который в течение 1 ч диффундировал через слой строительного материала , окажется несколь - ко выше действительного количества . Причина этой разности состоит в том , что кроме зна - чения проницания водяного пара Λ П на общую паро - проницаемость оказывают влияние значения коэффи - циентов перехода водяного пара β н ( снаружи ) и β в ( внутри ), которые аналогичны коэффициентам тепло - отдачи α н и α в . Обратные величины 1/ β н и 1/ β в также по аналогии называют сопротивлениями переходу во - дяного пара . Однако по сравнению с сопротивлением паропроницанию 1/ Λ П слоя материала последние на - столько малы , что при диффузионных расчетах ими можно пренебречь . Только при особо точных расчетах общего сопротив - ления паропроницанию 1/ k П к сопротивлению паро - проницанию конструкции 1/ Λ П следует добавлять сопротивления переходу пара на поверхностях ( м ⋅ ч / г ): l/ k П = 1/ β н + 1// Λ П + 1/ β в . Таким образом , в обычных случаях излишне учитывать очень маленькую разницу парциальных давлений возду - ха помещения и на поверхностях конструкций . Здесь расчеты диффузии весьма существенно отличаются от расчетов теплопередачи , при которых сопротивления переходу прежде всего значения 1/ α в оказывают большое влияние на перепад температур . Если противоположные поверхности однородной стены из пористого материала , например из кирпичной кладки , имеют одинаковую температуру , разностью парциальных давлений водяного пара с обеих сторон стены можно пренебречь . Соответствующие температуре в стене давле - ния насыщенного пара р нас во всех сечениях , параллель - ных поверхностям стены , расположены выше парциаль - ных давлений р и даже в тех случаях , когда относи - тельная влажность воздуха на одной из сторон стены равна 99%. Если одна сторона стены охлаждается до темпера - туры θ он , между θ ов и θ он образуется перепад темпе - ратур , в направлении которого через некоторое время устанавливается стационарный тепловой поток . Градиен - ты температур между параллельными поверхностям слоями стен равной толщины также одинаковы , и паде - ние температур внутри стены происходит линейно . Однако , поскольку кривая давлений насыщенного пара p нас ни в коем случае не является линейной , а сильно выгнута вниз , для отдельных границ слоев падение фак - тических давлений насыщенного пара может происхо - дить значительно быстрее , чем соответствующее паде - ние температур . Если с целью упрощения исходить из того , что распре - деление парциальных давлений так же , как и распре - деление температур , имеет линейный характер , при вы - 11. КОНДЕНСАЦИЯ ВОДЯНОГО ПАРА В ТОЛЩЕ ОДНОРОДНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

13