Паропроницание и его характеристики

Процесс диффузии водяного пара через ограждающую конструкцию, обусловленный разностью парциальных давлений водяного пара по обе стороны конструкции, называется паропроницанием.

Законы и характеристики процесса паропроницания аналогичны законам и характеристикам теплопередачи и аналитически выражаются подобными математическими формулами и величинами.

Так, при стационарном процессе диффузии водяных паров количество водяного пара, проходящего через 1 м² однородного ограждения толщиной δ в единицу времени равно:

Р = μ / δ · (е_int - e_ext),

где Р – поток водяных паров, мг/(м²·ч);

(е_int – e_ext) - разность парциальных давлений водяного пара внутреннего и наружного воздуха, Па;

δ – толщина стены, м;

μ – коэффициент паропроницаемости материала, мг/(м·ч·Па).

Коэффициент паропроницаемости материала характеризует способность строительных материалов пропускать водяной пар. Для материалов рыхлых и с открытыми крупными порами μ имеют большие значения (например, для пенобетона плотностью r₀ =300 кг/м³ μ = 0,26 мг/(м·ч·Па)), а для плотных материалов – малые (например, для железобетона плотностью r₀ =2500 кг/м³ - μ = 0,03 мг/(м·ч·Па)).

При диффузии водяного пара через слой материала ограждения последний оказывает потоку пара сопротивление, которое называют сопротивлением паропроницанию.

При стационарном потоке водяных паров, диффундирующих через ограждение, сопротивление паропроницанию R_vp одного конструктивного слоя определяется по формуле:

R_vp = d / m,

где d — толщина слоя ограждающей конструкции, м.

Единицы измерения сопротивления паропроницанию – м²·ч·Па/мг.

Сопротивление паропроницанию многослойного ограждения равно сумме сопротивлений паропроницанию отдельных слоев:

R_vp = R_vp1 + R_vp2 + … + R_vpn,

где R_vp1, R_vp2, R_vpn - сопротивления паропроницанию отдельных слоев.

Поток водяных паров может быть представлен в виде:

Р = (е_int – e_ext) / R_vp

При стационарной диффузии пара через ограждающую конструкцию парциальное давление водяного пара понижается от величины е_int до величины e_ext за счет общего сопротивления ограждения паропроницанию. В случае однородного ограждения изменение парциального давления происходит по линейному закону.

Характер распределения парциального давления водяного пара по сечению многослойной стены можно определить графическим способом. Для этого следует многослойное ограждение привести к виду однородного, изобразив его в масштабе сопротивлений паропроницанию. Отложив на внутренней и наружной поверхностях стены значения парциальных давлений е_int и e_ext и соединив эти точки прямой линией, получаем график распределения давления водяного пара по сечению многослойной стены.

В холодный период года в стене происходит уменьшение как температуры, так и парциального давления водяного пара, – от внутренней поверхности к наружной. В каком-то сечении внутри стены температура может оказаться ниже точки росы. В этом случае возможна конденсация перемещающегося водяного пара внутри стены.