Конденсация влаги на поверхностях ограждений. Нестационарная влагопередача при наличии фильтрации воздуха

Санкт-Петербургский  аграрный университет 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат на тему « Конденсация влаги на поверхностях ограждений. Нестационарная влагопередача при наличии фильтрации воздуха»

По учебной  дисциплине: «строительная теплофизика» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент группы

9215 Марсанов  А.А.

Проверила: Кузьменко Е.С. 
 
 
 
 

Пушкин 2011

Содержание:

1 Конднсация  влаги на поверхностях ограждений  

2 Проверка наружных  ограждений на конденсацию влаги

3 Точка росы

4 Влагопередача нестационарная

5 немного о  фильтрации воздуха 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Конднсация влаги  на поверхностях ограждений  

\Относительная  влажность имеет большое значение  как в гигиеническом, так и  в техническом отношении. Для  постоянного пребывания человека  в помещении нормальной считается относительная влажность воздуха в пределах 30-60 %. Свыше 60 % влажности отдача  влаги с поверхности кожи человека затруднена, что неблагоприятно сказывается на его состоянии. При влажности воздуха ниже 30 %, наоборот, интенсивно испаряется  влага с кожи и слизистых оболочек, ощущается сухость во рту и в горле, могут возникнуть некоторые заболевания. 
 

В животноводческих помещениях часто наблюдается очень  высокая относительная влажность  воздуха: 90 и даже 100 %, что отрицательно сказывается на состоянии и продуктивности животных. 

На внутренней  поверхности   ограждения   влага  из воздуха будет конденсироваться, когда температура  поверхности  окажется ниже точки росы внутреннего  воздуха. Сконденсированная  влага  будет впитываться материалом  ограждения , постепенно повышая его влажность. Поэтому при проектировании ограждающих конструкций необходимо проверять условия возможной  конденсации   влаги . Для этого определяют температуру внутренней  поверхности  тв  ограждения  и сравнивают ее с точкой росы. 

 Конденсация   чаще всего возникает не по  всей  поверхности   ограждения , а прежде всего на участках  местного понижения температуры:  в наружных углах стен, в карнизных  узлах, у стыков панелей, в  нижней части стен первых этажей  при недостаточном утеплении цоколя, в местах включений более теплопроводных материалов. 

Снижение температуры  поверхности в углах объясняется, во-первых, неравенством площадей тепловосприятия  и теплоотдачи, во-вторых, уменьшением  коэффициента теплоотдачи (тепловосприятия) в вследствие понижения интенсивности конвективных потоков. Температура внутренней поверхности ограждения в углу может быть определена расчетом температурного поля. Распределение температуры в горизонтальном сечении стены в наружном углу можно получить методом электромоделирования на сетчатой модели или электроинтеграторе 

Понижение температуры  поверхности в углах может  привести не только к образованию  конденсата, но в отдельных случаях  даже к промерзанию стен и появлению  инея. Чтобы избежать этого, можно  повысить термическое сопротивление стены устройством наружных пилястр либо укладкой утеплителя в толще стены, округления внутренних углов (желательно посредством теплой штукатурки); целесообразно также создать местный обогрев углов установкой в них стояков отопления.

     

Конденса́ция  паров (лат. condense — уплотняю, сгущаю) — переход вещества в жидкое или твёрдое состояние из газообразного. Температура, ниже которой происходит конденсация, называется критической. Пар, из которого может происходить конденсация, бывает насыщенным или ненасыщенным. 

Виды конденсации 

Соотношения для  разных видов конденсации выведены на основе опытных данных, а также  статистической физики и термодинамики. 

Конденсация насыщенных паров 

При наличии  жидкой фазы вещества конденсация происходит при сколь угодно малых пересыщениях и очень быстро. В этом случае возникает подвижное равновесие между испаряющейся жидкостью и конденсирующимися парами. Уравнение Клапейрона—Клаузиуса определяет параметры этого равновесия — в частности, выделение тепла при конденсации, и охлаждение при испарении. 

Конденсация перенасыщенного  пара 

Наличие перенасыщенного  пара возможно в следующих случаях:

отсутствие жидкой или твёрдой фазы того же вещества.

отсутствие ядер конденсации — взвешенных в атмосфере  твёрдых частиц или капелек жидкости, а также ионов (наиболее активные ядра конденсации).

конденсация в  атмосфере другого газа — в  этом случае скорость конденсации ограничена скоростью диффузии паров из газа к поверхности жидкости. 

Конденсация ненасыщенного  пара 

Конденсация ненасыщенного пара возможна в присутствии порошкообразных или твёрдых пористых тел. Кривая (в данном случае вогнутая) поверхность изменяет равновесное давление и инициирует капиллярную конденсацию. 

Конденсация в  твёрдую фазу 

Конденсация, минуя  жидкую фазу, происходит через образование мелких кристалликов (десублимация). Это возможно в случае давления паров ниже давления в тройной точке при пониженной температуре. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                           Проверка наружных ограждений на конденсацию влаги

  

Если строительные конструкции наружных ограждений выбраны  при R0 > R0тр проверка на конденсацию  водяных паров не требуется. В  помещениях с влажным и мокрым режимами такую проверку производят при соответствующей упругости водяных паров в воздухе. Конденсация влаги не будет происходить, если температура внутренней поверхности наружного ограждения τвп на 1—2 о С превышает точку росы τр — температуру, при которой относительная влажность воздуха φ при охлаждении достигает 100%.

Для обычных  ограждений (стенка без теплопроводных включений) температуру внутренней поверхности можно найти по формуле

                                                                                                                      (1.18)

  

Некоторые конструкции наружных ограждений имеют местные включения, которые являются более теплопроводными по сравнению с данной стенкой и снижают величину сопротивления теплопередаче. Температура внутренней поверхности ограждения τвп в местах более теплопроводных включений, имеющих прямоугольное сечение, должна быть не ниже точки росы внутреннего воздуха τр.

При наличии  диафрагм, толстых сквозных швов раствора, прокладных рядов, поперечных стенок из пустотелых камней, колонн, ригелей  железобетонного каркаса и т. д. температуру внутренней поверхности ограждения в местах более теплопроводных включений проверяют по формуле

                                                                                           (1.19)

где tв и tн  — расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, °С;  

R0 — сопротивление  теплопередаче ограждения при  отсутствии в нем более теплопроводного  включения, (м2 • ч • °С)/ккал, определяемое по формуле (1.8);

R"0 — сопротивление  теплопередаче ограждения в месте  более теплопроводного включения, (м2 • ч • °С)/ккал, определяемое по формуле (1.8);  

Rв — сопротивление  теплоотдаче поверхности ограждений  согласно СНиП; 

 При температуре  ниже точки росы водяные пары, содержащиеся в воздухе помещения,  конденсируются в капельно-жидкое  состояние на внутренних поверхностях ограждающих конструкций здания, на поверхностях трубопроводов,оборудовании и т. д.

Относительная влажность воздуха показывает степень  насыщения его водяными парами и  определяется по формуле

                                                                                                                            (1.20)

где е —действительная  упругость водяного пара, мм рт. ст.;

Е — максимальная упругость водяного пара при данной температуре воздуха, мм рт. ст.

Зная нормируемую  относительную влажность воздуха φ в данном помещении, точку росы находят следующим образом: сначала определяют максимальную упругость водяных паров Е при заданной температуре воздуха в помещении tв, затем по нормам относительной влажности, пользуясь формулой (1.20), вычисляют действительную упругость водяных паров е, а по ней находят соответствующую температуру воздуха при максимальной упругости водяных паров, которая и будет точкой росы τр. После этого по формуле (1.18) находят температуру на внутренней поверхности ограждения tв.п, которая должна на 1,5—2 ° С превышать τр.

Наиболее вероятно появление конденсации влаги  у наружных углов стены, где температура  τу всегда ниже, чем на других участках внутренней поверхности

   Наружные  стены и перекрытия не должны  накапливать влагу, конденсирующуюся на их поверхностях или выделяющуюся при производственных и бытовых процессах, а также при конденсации водяных паров внутри конструкций и впитывании грунтовой воды.

В наружных стенах запрещается устраивать вентиляционные каналы и дымоходы. Наружные углы легких стен следует предохранять от появления сырости, например, при увеличении на 20% сопротивления теплопередаче угловых участков стены на расстоянии, равном половине ее толщины (считая от внутреннего ребра угла). Для стен помещений с влажным и мокрым режимами нельзя применять силикатный кирпич, пустотелые камни, ячеистые бетоны и каменную кладку на легких растворах.

В жилых и  общественных зданиях с нормальным влажностным режимом при отсутствии чердаков рекомендуется устраивать совмещенную вентилируемую крышу. Невентилируемые покрытия допускается устраивать только в случаях, когда исключается недопустимое накопление влаги в конструкциях в холодный период года (при применении пароизоляции или в другом случае) Над мокрыми и влажными помещениями, например, в банях и прачечных, устройство невентилируемых бесчердачных покрытий запрещено. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Точка росы

Точкой росы при данном давлении называется температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. 

На приведённой  диаграмме представлено максимальное содержание водяного пара в воздухе  на уровне моря в зависимости от температуры. Чем выше температура, тем выше равновесное парциальное давление пара. 

Точка росы определяется относительной влажностью воздуха. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе  к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической  температуры. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой 

Если температура  воздуха составляет 20°С, а влажность  – 50%, это означает, что в воздухе  содержится 50% того максимального количества воды, которое может там находится.

Если воздух охлаждается до 9,3°С, его относительная  влажность увеличивается до 100%, т.е. воздух температурой 9,3°С теперь насыщен  влагой до предела.