что значит диффузия водяного пара

Водяной пар. Диффузия водяного пара сквозь крышу.

В связи с частыми вопросами посетителей нашего форума, считаю полезным выложить статью посвященную физическим процессам, которые происходят в конструкциях крыш.
И так, начнем с водяного пара!

Водяной пар постоянно образуется во внутренних помещениях здания в результате жизнедеятельности людей (приготовления пищи, стирки, купания, мытья полов и т.д.). Особенно высокая влажность наблюдается в недавно построенных или отремонтированных зданиях. В процессе диффузии и конвективного переноса водяной пар поднимается вверх, и, охлаждаясь до температуры ниже точки росы, конденсируется в подкровельном пространстве. Количество образующейся влаги тем выше, чем больше разница температур снаружи и во внутренних помещениях здания, поэтому в зимнее время влага довольно интенсивно накапливается в подкровельном пространстве.
Влага отрицательно воздействует как на деревянные, так и на металлические элементы конструкции крыши. При переизбытке она начинает стекать во внутренние помещения, образуя протечки на потолке. К наиболее неприятным последствиям приводит накопление влаги в теплоизоляционном материале, что, как уже говорилось, резко снижает его теплоизоляционные свойства.

Пар — газообразное состояние вещества в условиях, когда газовая фаза может находиться в равновесии с жидкой или твёрдой фазами того же вещества. Процесс возникновения пара из жидкой (твёрдой) фазы — называется парообразованием, обратный процесс конденсация. При низких давлениях и высоких температурах свойства пара приближаются к свойствам идеального газа. В разговорной речи под словом пар почти всегда понимают водяной пар. Пары прочих веществ оговариваются в явном виде.

До реконструкции

После реконструкции

Полная реконструкция крыши. Переделка холодного чердака в теплый второй этаж. Посмотреть другие объекты >>

Источник

Диффузия пара

В связи с мерами по теплоизоляции часто всплывает и такое понятие, как «диффузия пара».

Это явление не поддается.визуализации, т. к. водяной пар, как и другие вещества, просачивающиеся через элементы конструкции здания, невидим. В первую очередь, в холодное полугодие (осень — зима), когда снаружи здания воздух охлаждается до низких температур, а внутри здания при комнатных температурах наблюдается высокая влажность, водяной пар конденсируется на внутренних сторонах стен. При долговременном воздействии этот конденсат может полностью пропитать стены и привести к их повреждению. Чтобы ослабить образование конденсата или, в идеальном случае, сделать его невозможным, применяются теплоизоляционные и пароизоляционные материалы.
Большинство строительных материалов могут впитывать влагу и затем ее выделять, по этой причине они более или менее проницаемы для влаги. При этом в холодные сезоны теплый воздух внутри здания, как правило, содержит больше водяного пара, нежели холодный уличный воздух (иными словами, относительная влажность воздуха в помещениях выше, чем на улице). В результате этого перепада давления водяных паров они просачиваются наружу через массивные стены здания. Так как тепло утекает из помещений наружу и температуры снижаются в направлении изнутри наружу, может случиться так, что в некоторых строительных материалах водяной пар будет конденсироваться. В однослойных гомогенных кирпичных стенах конденсат зимой образуется часто, но это не сильно заметно, потому что количество конденсата очень мало. Кроме того, в теплые сезоны (весна — лето) кирпичные стены, как правило, полностью просыхают.
Чтобы избежать повреждения конструкций вследствие пропитывания их влагой, предлагаются две стратегии:

Вывод
Внешняя теплоизоляция не только позволяет экономить энергию, но и поддерживает здание в тепле и сухости. По этой причине внешней теплоизоляции в большинстве случаев следует отдать принципиальное предпочтение перед внутренней. Тем не менее в некоторых случаях можно установить и внутреннюю теплоизоляцию, выполнив реконструкцию таким образом, чтобы конструктивные элементы здания не подвергались опасности выпадения конденсата.
Масштабы переноса влаги путем диффузии часто переоцениваются, и при этом совершенно не учитывается тот факт, что влагообмен возможен и через конвекцию (т. е. путем переноса с воздухом). Если в конструктивном элементе имеются полости и пустоты, то влагообмен может происходить и через них, и тогда влага в действительности переносится намного быстрее и в гораздо больших количествах.

Источник

Диффузия пара

Диффузия пара сильно зависит от температуры, особенно от ее разности в помещении и снаружи его. Если температура воздуха снаружи помещения пониженная, то из-за конденсации пара на стенках внутри помещения будет повышаться влажность. При долговременном протекании такого процесса стены могут пропитываться влагой насквозь, что будет способствовать их разрушению.

Явление конденсации пара и способы минимизации его диффузии

Влияние диффузии пара минимизируют при помощи использования тепло- и пароизоляционных материалов во время строительства. Большинство стройматериалов по своей природе способны впитывать много влаги и впоследствии выделять ее, что говорит об их уязвимости к повышенной влажности, потому их изоляция является крайне востребованной.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

При наличии перепадов давления водяные пары могут просачиваться сквозь массивные стены и образовывать на них конденсат.

Для минимизации разрушающего действия диффузии пара применяют некоторые стратегии:

Таким образом, помещение остается сухим и теплым благодаря специальным характеристикам используемых материалов.

Наряду с диффузией существует явление конвекционного влагообмена, то есть посредством перемещения влаги воздухом. При наличии в конструкции здания пустотных полостей влага способна просачиваться и через них. При этом влага переносится в значительных объемах и с высокой скоростью.

Диффузия пара сквозь ограждающую конструкцию

Рассмотрим принцип диффузии водяного пара через ограждающую конструкцию. В период, когда здания отапливаются, внешняя сторона стен играет роль так называемого «барьера» между воздушными средами разной температуры и плотности водяного пара, но одинакового барометрического давления.

Даже при высокой относительной влажности холодного наружного воздуха в нем находится меньше водяных паров, нежели во внутреннем теплом пространстве. Это означает, что парциальное давление водяного пара внутри здания намного выше, чем снаружи. Разница в парциальных давлениях порождает поток пара, направленный из помещения наружу. Такой процесс описывается диффузией водяного пара.

Коэффициент паропроницаемости показывает объем влаги, что диффундирует через поверхность материала площадью 1 квадратный метр и толщиной 1 метр в единицу времени, а разница парциальных давлений при этом составляет 1 Па.

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

При повышенной влажности воздуха внутри помещения, диффундирующий водяной пар конденсируется на внутренней части ограждающих конструкций. При этом плоскость конденсации располагается приблизительно на 2/3 толщины конструкции, если она однородна.

Уравнение диффузии пара через ограждающую конструкцию

Основной причиной диффузии водяного пара через ограждающую конструкцию является разность влажности внутри и снаружи нее. Данный процесс описывается теми же законами, что и процессы передачи тепла через ограждающую конструкцию.

Коэффициент паропроницаемости показывает способность материала пропускать пар и газ. Чем он ниже, тем меньше вентиляция и воздушный обмен внутри помещения.

Самым «дышащим» естественным материалом считается дерево.

Не нашли нужную информацию?

Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.

Гарантия низких цен

Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.

Доработки и консультации включены в стоимость

В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.

Вернем деньги за невыполненное задание

Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.

Тех.поддержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.

Тысячи проверенных экспертов

Мы отбираем только надёжных исполнителей – профессионалов в своей области. Все они имеют высшее образование с оценками в дипломе «хорошо» и «отлично».

Гарантия возврата денег

Эксперт получил деньги, а работу не выполнил?
Только не у нас!

Деньги хранятся на вашем балансе во время работы над заданием и гарантийного срока

Гарантия возврата денег

В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем возврат полной уплаченой суммы

Отзывы студентов о нашей работе

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Всё сдал!», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Принимаем к оплате

Источник

О контроле паропроницания в стенах зданий

Проблема накопления избыточной влаги в стенах зданий является серьезной проблемой во многих климатических зонах Земли. Ниже представлен американо-канадский подход к проблеме контроля влаги в стенах зданий и, в частности, контроля диффузии водяного пара.

1. Проблема накопления влаги в стенах зданий

Влага проникает через стены здания в двух своих формах — как жидкая вода и как водяной пар. Проблемы с влагой в стенах зданий являются обычно результатом накопления жидкой воды, которое возникает в результате:

Правильное проектирование стен здания может помочь снизить риск вредного влияния влаги и сделать здание более стойким к воздействию влаги. Это относится, в первую очередь, к правильному применению:

2. Гидробарьеры

Дождевая вода является основным источником влаги в наружных стенах зданий. Дождь может проникать за наружную облицовку здания и внутрь здания через любые отверстия, трещины и щели в конструкции и накапливаться внутри стены.

Подробнее о механизмах проникновения в стены дождевой воды смотрите Механизмы проникновения воды в

Гидробарьер — гидроизоляционный слой — это материал, который защищает строительные конструкции от проникновения дождевой воды.

3. Прониковение водяного пара

Водяной пар может проникать внутрь стены здания двумя различными путями:

Влага, переносимая воздухом, является основным источником водяного пара внутри стен. Воздух проходит через пористые строительные материалы, а также через различные щели, трещины и стыки в стенах зданий. Воздух движется под действием разности давления и может переносить большое количество водяного пара внутрь здания. Количество водяного пара в воздухе зависит от его температуры и относительной влажности. Теплый воздух содержит больше влаги, чем холодный.

4. Воздухобарьеры

Материалы, которые препятствуют проникновению воздуха называют воздухобарьерами. Многие строительные материалы могут сопротивляться воздушному потоку и поэтому могут считаться воздухобарьерами. Воздухонепроницаемые мембраны — это материалы, которые специально разработаны, чтобы сопротивляться инфильтрации воздуха и обеспечивать более практичный путь достижения непрерывной воздухонепроницаемости здания.

5. Диффузия водяного пара

Диффузия водяного пара — это движение молекул водяного пара через паропроницаемые материалы. Это движение происходит из мест с более высоким давлением пара к местам с более низким давлением пара или, что эквивалентно, от более высокой концентрации пара к более низкой его концентрации.

Рисунок 1— Диффузия водяного пара — это движение молекул воды через паропроницаемые материалы [1]

6. Пароизоляция и климат

Место расположения пароизоляции является очень важным для правильного контроля конденсации, и оно зависит от климатических условий местности, в которой расположено здание. Здесь и ниже под пароизоляцией понимается материал, который в значительной степени ограничивает диффузию водяного пара. Более точно о классификации материалов по их сопротивлению паропроницанию смотрите раздел 9.

Рисунок 2 — Типичное расположение паробарьера в стене здания [1]:
а — холодный климат; б — жаркий климат

Пароизоляцию нужно устанавливать на стороне стены с более высоким давлением водяного пара, чтобы предотвратить его диффузию внутрь стены. Это явление называется диффузионным намоканием и его не надо путать с диффузией влаги из стены, которая попала туда случайно. Этот вид диффузии называют диффузионной сушкой. Как правило, для стен с теплоизоляцией внутри воздушного зазора пароизоляция должна быть расположена с внутренней стороны утеплителя в местностях с климатом с преобладанием отопительного сезона и снаружи утеплителя для жаркого и влажного климата, при котором преобладает сезон кондиционирования зданий.

Особенности климата сильно влияют на интенсивность диффузионного высушивания наружных стен. Именно климатические условия определяют температуру наружного воздуха и его относительную влажность. Это определяет наружное давление водяного пара и, следовательно, разность давления пара снаружи здания и внутри кондиционированного помещения. Эта разность давления пара определяет направление диффузии пара. Тем самым, климатические условия определяют, каким образом стены здания высушиваются, в направлении внутрь или в направлении наружу. Это зависит от знака разности давления пара, положительного или отрицательного.

Рисунок 3 — Направление диффузии пара:
от более высокой к более низкой концентрации [1].
В холодном климате — изнутри наружу,
в жарком климате — снаружи внутрь

7. Баланс между намоканием и высушиванием стен

Проблемы с влагой в здании возникают, если здания намокают и остаются намокшими, так как они не имеют возможности высохнуть. Все проблемы с влагой в стенах здания возникают тогда, когда в них происходит чрезмерное накопление влаги. Накопление влаги происходит из-за того, что скорость намокания превышает скорость высушивания. Следовательно, меры против намокания стен должны включать стратегию по созданию баланса между намоканием и высушиванием.

Главные источники влаги — дождевая вода, влажный воздух и диффузия водяного пара — имеют различный вклад в намокание стен зданий [1]:

Рисунок 4 — Баланс намокания и высушивания стен:
основные источники и механизмы [1]

Гидробарьеры — гидроизоляция стен здания — является важной в большинстве климатических условий, чтобы предотвращать проникновение в здание дождевой воды. Если гидроизоляционный барьер является паропроницаемым, то он не препятствует контролю над выпадением конденсата.

Воздухобарьеры — воздухонепроницаемые барьеры — являются важными в большинстве климатических условий для предотвращения потерь энергии, которая расходуется на отопление или кондиционирование здания, а также предотвращение проникновения влаги, которая переносится потоками воздуха. Если такой воздушный барьер является паропроницаемым, то он не препятствует контролю над выпадением конденсата. Часто одна и та же мембрана выполняет функции воздухобарьера и гидробарьера.

8. Принцип контроля диффузии пара

Фундаментальный принцип контроля влаги в форме пара заключается в следующем [2]:

препятствовать попаданию влаги внутрь стены;

давать воде выйти из стены, если она туда попала.

Этот принцип выглядит очень простым и понятным. Однако его применение сильно осложняется в зависимости от климатических условий. Обычно водяной пар двигается от теплой стороны стены к ее холодной стороне. В зависимости от климатических условий это может быть наружная или внутренняя сторона или обе стороны попеременно.

Это означает, что для различных климатических условий должны быть различные стратегии контроля диффузии пара. Кроме того, нужно учитывать различия между летом и зимой. Меры по контролю диффузии пара должны быть основаны по региональному принципу и эти меры должны быть максимально четкими и ясными.

9. Пароизоляция и замедление паропроницания

В США и Канаде паропроницаемость материалов, то есть количество влаги, которое проходит через материал, измеряют в единицах «perm» (американских и метрических). По физическому смыслу эта величина обратна сопротивлению паропроницанию R_п, которая применяется в отечественных нормах. Чем меньше у материала величина «perm», тем менее паропроницаемым он является.

В США материалы подразделяют по их паропроницаемости на четыре класса [2]:

Класс 1 — паронепроницаемые: 0,1 US perm и менее;

Класс 2 — парополунепроницаемые: от 0,1 до 1,0 US perm;

Класс 3 — парополупроницаемые: от 1,0 до 10 US perm;

Класс 4 — паропроницаемые: более 10 US perm.

Материалы класса 1 применяются для почти 100%-ной пароизоляции. Только их и можно по-настоящему называть пароизоляторами. К ним относятся, например, полиэтиленовая пленка и алюминиевая фольга.

Материалы класса 2 и 3 применяются не для 100%-ного блокирования паропроницания, а для регулирования его величины с точки зрения обеспечения высушивания стен и предотвращения выпадения конденсата, особенно в смешанных климатических условиях. Их называют «замедлителями диффузии пара» (vapor retarders). Представляется логичным по аналогии с пароизоляторами называть их парозамедлителями.

Примером парозамедлителя класса 2 является экструдированный полистирол толщиной не менее 25 мм, а примерами парозамедлителей класса 3 — латексные краски, рубероид и толстая фанера.

10. Общие рекомендации [2]:

Следующие рекомендации по применению пароизоляции и замедления паропроницания относятся к жилым, коммерческим, учебным и другим подобным зданиям. Они не должны применяться к специальным зданиям, таким как сауны, бассейны, музеи, больницы, компьютерные дата-центры.

Избегать применения пароизоляционных слоев (100%-ной пароизоляции) там, где можно применить замедлители паропроницания. Избегать применения замедлителей паропроницания там, где можно применить паропроницаемые материалы (например, для более эффективного высушивания).

Избегать установки пароизоляционных слоев с обеих сторон конструкции, чтобы дать возможность высушивания конструкции хотя бы с одной стороны.

Избегать установки таких пароизоляционных слоев, как полиэтиленовая пленка или алюминиевая фольга, а также виниловых обоев, на внутренней поверхности стен кондиционируемых помещений, так как это способствует образованию плесени.

Источники:
1. Moisture Management in

ООО «Алюком»
г. Москва, ул. Нагатинская, д. 16, стр. 9, офис 2-5

Тел.: +7 (495) 268 0444
E-mail: info@alucom.ru

Производство и склад: Калужская обл., г. Малоярославец, ул. Калужская, 64.

Источник

Энергоэффективный дом

Диффузия пара

В связи с мерами по теплоизоляции часто всплывает и такое понятие, как «диффузия пара». Это явление не поддается визуализации, так как водяной пар, как и другие вещества, просачивающиеся через элементы конструкции здания, невидим. В первую очередь, в холодное полугодие (осень — зима), когда снаружи здания воздух охлаждается до низких температур, а внутри здания при комнатных температурах наблюдается высокая влажность, водяной пар конденсируется на внутренних сторонах стен. При долговременном воздействии этот конденсат может полностью пропитать стены и привести к их повреждению.

1. Образование конденсата

Чтобы ослабить образование конденсата или, в идеальном случае, сделать его невозможным, применяются теплоизоляционные и пароизоляционные материалы. Большинство строительных материалов могут впитывать влагу и затем ее выделять, по этой причине они более или менее проницаемы для влаги. При этом в холодные сезоны теплый воздух внутри здания, как правило, содержит больше водяного пара, нежели холодный уличный воздух (иными словами, относительная влажность воздуха в помещениях выше, чем на улице).

В результате этого перепада давления водяных паров они просачиваются наружу через массивные стены здания. Так как тепло утекает из помещений наружу, и температуры снижаются в направлении изнутри наружу, может случиться так, что в некоторых строительных материалах водяной пар будет конденсироваться.

2. Стратегии минимизации диффузии пара

В однослойных гомогенных кирпичных стенах конденсат зимой образуется часто, но это не сильно заметно, потому что количество конденсата очень мало. Кроме того, в теплые сезоны (весна — лето) кирпичные стены, как правило, полностью просыхают. Чтобы избежать повреждения конструкций вследствие пропитывания их влагой, предлагаются две стратегии:

Рис. 2.43, а и б. Диффузия тепла и водяного пара через одно- и многослойные внешние стены здания. Источник: Arndt, H.: «Warme-und Feuchteschutz in der Praxis». Berlin 1996 ( а) Характер потоков тепла и водяного пара через однородную внешнюю стену примерно одинаков; б) Внешняя теплоизоляция не создает проблем с пропитыванием влагой)

Рис. 2.43, в и г. Диффузия тепла и водяного пара через одно- и многослойные внешние стены здания. Источник: Arndt, H.: «Warme-und Feuchteschutz in der Praxis». Berlin 1996 ( в) Установка пароизолирующей прокладки с внутренней стороны при внутренней теплоизоляции препятствует попаданию больших количеств влаги в конструкцию; г) При внутренней теплоизоляции, если не предусмотрено пароизолирующей прокладки, в теплоизолирующем слое может начаться конденсация влаги)

3. Главные итоги борьбы с диффузией пара

В Ы В О Д

Внешняя теплоизоляция не только позволяет экономить энергию, но и поддерживает здание в тепле и сухости. По этой причине внешней теплоизоляции в большинстве случаев следует отдать принципиальное предпочтение перед внутренней. Тем не менее, в некоторых случаях можно установить и внутреннюю теплоизоляцию, выполнив реконструкцию таким образом, чтобы конструктивные элементы здания не подвергались опасности выпадения конденсата. Масштабы переноса влаги путем диффузии часто переоцениваются, и при этом совершенно не учитывается тот факт, что влагообмен возможен и через конвекцию (т. е. путем переноса с воздуом). Если в конструктивном элементе имеются полости пустоты, то влагообмен может происходить и через них, и тогда влага в действительности переносится намного быстрее и в гораздо больших количествах.

Особенности диффузии тепла и водяного пара через одно- и многослойные внешние стены здания показаны на рис. 2.43.

Источник