Диаграмма Глазера : Построй свой дом

Диаграмма Глазера

Размещено 14 февраля 2018
в рубрике Строительная физика | Прокомментировать

Диаграмма Глазера

Для исследования строительных конструкций на образование конденсата применяется диаграмма Глазера. Глазер разработал метод, позволяющий определить, как положение плоскости конденсации, так и количество выпадающей конденсационной воды с большой точностью. При этом он исходил из того, что фактическое давление водяного пара нигде по сечению конструкции не должно превышать давления насыщения.




Период водонакопления

Примерно с середины ноября по середину января.

Период водонакопления с середины ноября по середину января

Увеличивающаяся влажность за период водонакопления:

Слой конструкции 1

Эквивалентная толщина слоя воздуха Sd,i

Sd,i = min μ•d (м)

Сопротивление диффузии водяного пара в области выпадения конденсата

Z = 1,5 106min μ•d

Плотность диффузного потока gi. из внутреннего пространства в ограждающую конструкцию до плоскости конденсата. Направление диффузии от рi к psw.

gi = (рi -psw) / Zi

Крутое падение р:

==> много влаги устремляется в конструкцию и конденсируется при psi.

Слой конструкции 2

Эквивалентная толщина слоя воздуха Sd,е

Sd,е = max μ•d (м)

Сопротивление диффузии водяного пара в области высыхания (испарения)

Z = 1,5• 106 • max μ•d  (м2 • час• Па/кг)

Плотность диффузного потока ge от плоскости конденсации до наружного воздуха. Направление диффузии от psw до ре.

ge = (psw — ре) / Z (кг/м2 . час)

Пологое прохождение р:

=> мало влаги может уходить наружу.

мало влаги может уходить наружу

Если кривые ps и p касаются друг друга, то имеет место нарастание влажности во время периода насыщения влагой. Это объясняется тем, что входящее в конструкцию количество водяного пара g. больше, чем выходящее наружу количество водяного пара ge.

Входящее и выходящее в конструкцию количество влаги



Объяснение построения диаграммы Глазера

На горизонтальной оси откладываются не толщины слоев с их толщиной d, а толщины, получаемые умножением μ•d.

Sd = μ•d

где, Sd — эквивалентная толщина слоя воздуха.
Эквивалентная толщина слоя воздуха показывает, что сопротивление пропусканию водяного пара зависит не только от коэффициента сопротивления паропроницанию m слоя, но и от его толщины d. Эквивалентная толщина слоя воздуха Sd имеет единицу метр (м) и означает, что этот слой создает такое же сопротивление диффузии водяного пара, как и слой материала толщиной d.
Ре  На вертикальной оси откладываются давление водяного пара в Паскалях (Па). Наносятся как давления насыщения ps, так и фактические давления пара р. Давления насыщения ps зависят от температуры, которая имеет место в том или ином слое (месте сечения) ограждающей конструкции. Они могут быть взяты по таблице 2.3. Таким образом, сначала надо рассчитать температуры по сечению конструкции.
ps — Давление насыщения ps соответствует давлению водяного пара при относительной влажности 100%. В большинстве случаев относительная влажность как наружного воздуха, так и внутреннего воздуха в помещении ниже 100%, так, что фактическое значение давления водяного пара р лежит ниже давления насыщения ps. Соответственно можно получить фактические величины давления водяного пара на внутренней и внешней стороне ограждающей конструкции: pi,pe

pi,pe —   pi = pe• φi ;  pe = ps• φe

φ —  величины относительной влажности внутреннего и наружного воздуха, их следует принимать согласно граничным условиям расчета защиты от влажности: (φi=50%; φe=80%).

После того, как на чертеж сечения конструкции в масштабе μ•d  будут нанесены значения и построена кривая давления насыщения водяным паром, необходимо нанести туда же значения фактического давления водяного пара на внутренней и внешней поверхностях контрукции pi и pe• pi. должно быть соединено с pe прямой линией, т.к. слои нанесены на диаграмму в масштабе эквивалентных толщин слоев. Если бы мы прямо соединили pi и pe, то фактические значения давления водяного пара лежали бы частично выше значений давлений насыщения ps, что невозможно, так как относительная влажность не может быть более 100%. Поэтому фактическая кривая распределения давлений водяного пара накладывается на кривую давлений насыщения ps как касательные.
psw — Точка соприкосновения обеих кривых дает нам точку насыщения водяного пара psw; плоскость в этом месте сечения конструкции называется плоскостью конденсации. В этой плоскости влага выпадает в форме конденсационной воды. Опыт показывает, что вода как правило выпадает в месте соприкосновения слоев.
Sd,i — Все эквивалентные толщины воздушных слоев μ•d  от плоскости конденсации в сторону помещения обозначаются Sd,i, а в сторону наружной поверхности — Sd,e.
 μmin — Область конденсации — это та сухая область конструкции, которая располагается между ее внутренней поверхностью и плоскостью конденсации. В ней еще без опасности увлажнения идет диффузия водяного пара из помещения. Поэтому для этой части конструкции берутся из таблицы меньшие значения μ, так как сухой материал не создает для пара сильного сопротивления.
 μmax — Область испарения располагается от плоскости конденсации до наружной поверхности ограждающей конструкции. В области испарения, наоборот, материал влажный. В основном за счет сил адгезии между молекулами воды и молекулами строительных материалов затрудняется транспорт влаги от конструкции в наружный воздух. Увлажненный материал создает большее сопротивление транспортировке влаги, чем сухой. Это учитывается тем, что из таблицы в качестве значения выбирается наибольшее.
g— Подобно плотности потока тепловой энергии плотность диффузионного потока водяного пара выражает массу влаги в форме водяного пара или в жидкой форме, которая проходит через каждый квадратный метр поверхности ограждающей конструкции в 1 час из помещения в течение периода увлажнения в точку этой конструкции до плоскости конденсации.

Направление диффузии   gi = (рi -psw) / Zi (кг/м2 час)
ge — В течение периода водонакопления только очень небольшая часть влаги в конструкции может быть перемещена от плоскости конденсации наружу, т.к. температура наружного воздуха низкая и, следовательно, воздух может воспринимать ограниченное количество влаги. Поэтому относительная влажность воздуха зимой высока, а накопительная способность для влаги очень низкая. Транспортировка влаги во внутрь возможна только в очень малых количествах, т.к. от туда снова и снова поступает поток влаги, а тепловой поток всегда течет от теплой стороны к холодной.

ge = (psw — ре) / Z (кг/м2 . час)

mwt — Масса воды, скапливающаяся в конструкции в течение периода увлажнения (зимние месяцы) рассчитывается по формуле:

mwt = tT (gi — ge)

здесь: Т — период времени
tT = 1440 часов (60 дней)
ge вычитается потому, что эта составляющая уже может диффундировать в наружный воздух.



Период испарения (высыхания)

Этот период длится, примерно, с середины июня до середины сентября.
Во время периода испарения, т.е. в летние месяцы, влажность, которая скопилась в конструкции за зимние месяцы, должна снова выйти наружу, чтобы не было повреждений в стройматериалах.

ps — Так как согласно DIN 4108 летом как внутри помещения, так и снаружи следует принимать в расчет одинаковую среднюю температуру, то по таблице 2.3 в конструкции имеет место одинаковое давление насыщения ps во всех плоскостях сечения. Относительные влажности воздуха по DIN 4108 также принимаются одинаковыми изнутри и снаружи, так, что фактическое давление водяного пара на поверхностях ограждающих конструкций одинаково.

                                                                                 pi = pe• φi                                   pe = ps• φe

                                                                                 pi = 1403 • 70/100                  pe = 1403 • 70/100

                                                                                 pi = 982 Па                                pe = 982 Па 

Испарение происходит летом от плоскости конденсации как в направлении наружу, так и в направлении помещения.
Испарение вовнутрь всегда больше чем испарение наружу, так как:

  • строительные материалы в области конденсации не были насыщены влагой и поэтому величина μ — меньше;
  • эквивалентная толщина воздушного слоя Sd в сторону помещения меньше чем наружу, т.е. эквивалентный путь в сторону помещения короче, чем в сторону наружного воздуха.

Для того, чтобы не образовались неисправимые повреждения конструкции, надо, чтобы накопившаяся за зимние месяцы вода в летние месяцы снова полностью высыхала. Было бы лучше, если бы gi + ge испарительного периода была бы больше g в период водонакопления.
mwv —  Испаряющаяся масса воды в период высыхания рассчитывается по формуле:

mwv = tv (gi + ge) (кг/м2)

здесь: V — испарение = 2160 часов (90 дней)

gi. и ge складываются потому, что испарение от плоскости конденсации идет в обе стороны.

Диаграмма Глазера

Период испарения: Примерно с середины июня до середины сентября.

Период испарения: Примерно с середины июня до середины сентября

Допущение: Ограждающая конструкция из двух слоев

Плотность потока диффузии gот плоскости конденсации к внутреннего воздуха помещения:

gi = (рi -psw) / Zi (кг/м2 час)

Крутое распределение р:

=> короче эквивалентный путь испарения,

=> много влаги может испариться

Плотность потока диффузии ge от плоскости конденсации к наружному воздуху:

ge = (psw — ре) / Z (кг/м2 . час)

Пологое распределение р:

=> длиннее эквивалентный путь испарения

=> меньше влаги может испариться

Рис. Диффундирующая внутрь и наружу масса воды

Диффундирующая внутрь и наружу масса воды

В следующей статье я расскажу о мостиках холода в строительстве.




Kомментарии

Написать комментарий




  • Цитата дня

    Делитесь накопленными знаниями, ведь это замечательный способ ничего не забыть.

    • Ноябрь 2018
      Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
      « Окт    
       1234
      567891011
      12131415161718
      19202122232425
      2627282930  
    • Комментарии

    • Архивы

    •