Влажностный режим ограждающих конструкций (стр. 1 )

Влажностный режим ограждающих конструкций.

Как отмечалось ранее, с повышением влажности строительных материалов растет и их теплопроводность, то есть при прочих равных условиях сырые ограждения имеют пониженные теплозащитные качества по сравнению с сухими ограждениями. Это значит, что при увеличении влажности материалов уменьшается их термическое сопротивление и соответственно сопротивление теплопередаче всего ограждения, а это влечет понижение температуры внутренней поверхности ограждения и увеличивает возможность выпадения на ней конденсата. Следовательно, при проектировании наружных ограждений необходимо принимать меры для предотвращения возможного увлажнения материалов ограждающей конструкции и учитывать их влажностный режим.

Влажный строительный материал неприемлем и с гигиенической точки зрения, так как является благоприятной средой для развития в нем грибков, плесеней и прочих биологических процессов. Повышенная влажность ограждений может также оказывать влияние на повышение влажности воздуха в помещении, а сырость и образование плесневых грибков в помещениях может быть причиной ряда заболеваний.

Кроме того, нормальный влажностный режим ограждения имеет и большое техническое значение, поскольку он обуславливает долговечность ограждений. Применение в строительстве в качестве утеплителя легких материалов заставляет обращать внимание на влажностный режим ограждений, чтобы обеспечить им необходимую долговечность.

Причины появления влаги в ограждениях.

1.  Строительная влага, вносимая в ограждение при возведении здания или при изготовлении сборных железобетонных ограждающих конструкций. Особенно неблагоприятными в этом отношении являются стены из кирпича, так как их кладка связана с использованием раствора, в состав которого входит вода, а также мокрая внутренняя штукатурка.

Для обеспечения нормального теплотехнического и влажностного режима ограждения в период до сдачи здания в эксплуатацию внесенная в ограждение строительная влага должна быть удалена различными способами, например:

- с наступлением похолодания включать в действие систему отопления и вентиляции;

- в первую зиму по окончании строительства обеспечивать зданию интенсивное отопление и вентиляцию.

В случаях, когда строительная влага удалена из ограждения в течение 2-3 первых лет эксплуатации здания, она не оказывает влияния на влажностный режим ограждений.

2.  Грунтовая влага, проникающая в ограждение из грунта вследствие капиллярного всасывания. В стенах зданий эта влага может подниматься на высоту 2-2,5 м от уровня земли. Устранением влияния такой влаги на ограждение является качественное устройство водоизоляционного слоя.

3.  Атмосферная влага, проникающая в ограждение при косом дожде в результате смачивания наружной поверхности стены или вследствие неисправности крыши около карнизов и наружных водостоков. Для предотвращения стены от увлажнения ее косым дождем необходимо защищать ее наружную поверхность материалами, слабо впитывающими влагу, особенно если в конструкции применяются различные засыпки, имеющие повышенную влагоемкость. Также необходимо обратить внимание на качественную герметизацию стыков бетонных панелей и оконных блоков.

Атмосферная влага может проникать в чердачные перекрытия и совмещенные покрытия в результате неисправности кровли или водостоков, для устранения чего необходимо во время эксплуатации проводить периодическую проверку гидроизоляционного покрытия крыши и в случае неисправности, проводить его ремонт.

4.  Эксплуатационная влага, выделение которой связано с эксплуатацией здания, например, в цехах промышленных зданий, а также банях, на кухнях и пр. Влага, выделяющаяся при производственных процессах, смачивает главным образом пол и нижнюю часть стен. Соответственно, для ее устранения применяют водонепроницаемые полы, устройства для отвода воды в канализацию, облицовку частей стен керамическими или стеклянными плитками, нанесение водонепроницаемых штукатурок.

5.  Гигроскопическая влага, находящаяся в ограждении вследствие гигроскопичности (сорбционности) его материалов, то есть способности материалов поглощать из окружающего воздуха влагу, находящуюся в нем в виде водяного пара. Этой способностью обладают практически все строительные материалы. Если образец материала высушить до влажности, равной нулю, и поместить в среду, содержащую некоторое количество влаги, то он постепенно станет влажным. Его влажность будет тем больше, чем больше относительная влажность среды, окружающей материал, и чем ниже его температура.

Разные материалы имеют различную сорбционную способность, то есть пределы сорбционного увлажнения (объемные влажности) и изотермы сорбции (линии зависимости ОВ от относительной влажности воздуха).

Изотермы сорбции водяного пара

1 – глиняным обыкновенным кирпичом;

2 – минеральной ватой

Понятие сорбции охватывает два явления поглощения материалом водяного пара:

1.  адсорбция - поглощение пара поверхностью пор материала в результате соударения молекул пара с поверхностью пор и как бы прилипания их к этим поверхностям;

2.  абсорбция – поглощение пара, состоящее в прямом растворении его в объеме. материала.

В процессе сорбции водяного пара можно различить три стадии:

- на поверхности пор образуется мономолекулярный адсорбированный слой (на изотерме сорбции выпуклость обращена вверх);

- на поверхностях, ограничивающих поры, образуется полимолекулярный адсорбированный слой;

- к адсорбции присоединяется явление капиллярной конденсации (резкое увеличение влажности материала).

В случае, когда влажность материала больше влажности окружающего его воздуха, происходит отдача материалом влаги (десорбция). Для подавляющего числа строительных материалов изотермы сорбции и десорбции не совпадают (на рисунке представлены изотермы сорбции 1 и десорбции 2 водяного пара пеносиликатом).

6.  Конденсация влаги из воздуха.

Конденсация влаги – процесс образования воды из водяного пара, содержащегося в атмосферном воздухе. Эта вода может оседать на поверхности ограждения, если температура этой поверхности окажется ниже точки росы. В помещениях такие процессы нежелательны в связи тем, что материалы ограждения начинают впитывать влагу, что повышает их влажность, ухудшая тем самым теплозащитные свойства, а также делает помещение антисанитарийным. Явление конденсации влаги обнаруживается прежде всего в тех местах ограждений, температура которых является минимальной – в наружных углах стен, в карнизных узлах, у стыков панелей, а также в нижней части стен первых этажей при недостаточном утеплении цоколя.

Зимой иногда наблюдается конденсация влаги и на наружной поверхности ограждений. Это бывает при резком повышении температуры наружного воздуха после сильных морозов, когда температура наружной поверхности ограждений оказывается ниже температуры окружающего воздуха. Влага, замерзая, может даже образовывать налет инея. Особенно резко это явление обнаруживается на стенах неотапливаемых зданий и на отдельно стоящих массивах.

При расчетах ограждения необходимо обеспечить его внутренней поверхности такую температуру, которая была бы выше точки росы для расчетной влажности воздуха:

=

Основной мерой против конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения является снижение влажности воздуха в помещении, что может быть достигнуто усилением вентиляции (уменьшается точка росы) либо повышением теплотехнических свойств стены (увеличение сопротивления теплопередаче ограждения Rо или уменьшение сопротивления тепловосприятию Rв). Если влажность воздуха в помещении оказывается очень высокой (в банях, оранжереях, красильнях, где она может достигать 90-95%), чаще всего избежать конденсации влаги на внутренней поверхности не удается. В этом случае необходимо принимать меры к тому, чтобы эта влага не могла проникнуть в толщу ограждения и повысить его влажность. Для этого внутреннюю поверхность делают водонепроницаемой.

Наружные углы стен.

Искривление изотерм в теле наружного угла и понижение температуры на его внутренней поверхности вызывают более интенсивный поток тепла в наружном углу. Снижение температуры в наружных углах по сравнению с температурами на глади стены вызывается двумя причинами:

1)  геометрической формой угла, то есть тем, что в наружном углу площадь тепловосприятия меньше площади теплоотдачи, в то время как на глади стены они равны;

2) уменьшением коэффициента тепловосприятия αв в наружном углу вследствие уменьшения передачи тепла излучением, а также в результате понижения интенсивности конвекционных токов воздуха. Уменьшение величины αв (порой ее значение достигает 5 Вт/м2К) увеличивает сопротивление тепловосприятию Rв, а это оказывает влияние на понижение температуры τу по сравнению с τв.

В расчетах применяется формула для определения τу, которая, правда, имеет узкое применение и должна использоваться для стен, имеющих термическое сопротивление R не более 2,2:

.

Однако в большинстве случаев R стены оказывается более 2,2, в этих случаях уравнение имеет следующий вид:

.

В связи с тем, что значение температуры наружного угла всегда меньше температуры глади стены, интересно выявить, от чего зависит величина понижения температуры . На нее влияют: