Форум
Расчет Помощь Статьи Контакты

Конденсация

перевод статьи из британского строительного журнала

Несмотря на все усилия в гидроизоляции зданий и более широкое применение водонепроницаемых продуктов во второй половине 20-го века, это не позволило полностью избавиться от воды в зданиях. Наши деды умели использовать дышащие материалы для того чтобы вода из конструкций успешно рассеивалась на улицу. Отказавшись от этого способа или неумелое использование водонепроницаемых материалов, излишняя гидроизоляция конструкций приведет к накоплению влаги и ряду серьезных проблем. Сейчас мы рассмотрим подробно все явления конденсации в зданиях.

Вообще говоря, конденсация - это физический процесс, при котором вещества, переходят от газообразного состояния (пара) в жидкообразное. Этот процесс, как правило, происходит в результате понижения температуры. Тем не менее, этот термин обычно используется для описания процесса, когда влага конденсируется в воздухе, образуя жидкую воду в виде мелких капель в воздухе или на относительно холодных материалах. Типичные примеры в естественной среде - формирование облаков, когда теплый влажный воздух смешивается с более холодным воздухом выше. На уровне земли образуются туман, внебе -облака. Также туман образуется, когда теплой влажный воздух охлаждается в течение ночи. Примерами таких процессов являются запотевание окна автомобиля, когда теплый влажный воздух внутри охлаждается на поверхности окошка, или запотевание на поверхности зеркала, когда оно прохладное, а вы выдыхаете на него воздух. Это происходит потому, что снижение температуры газов, составляющих воздух уменьшает энергию, доступную держать молекулы воды в воздухе и переводит молекулы воды в менее подвижную, жидкую фазу, в которой движение имеет более ограниченный характер. И наоборот, молекулы в жидкой фазе может вобрать достаточно энергии, чтобы оставить жидкость, испариться и присоединиться к другим молекулам газа, хаотически движущихся вокруг них. На самом деле, в любой момент молекулы конденсируют и испаряются из любой жидкой воды. Чем более активные и энергичные молекулы, тем больше давление они оказывают. Это называется парциальное давление пара. Если энергия парциальное давление паров молекулы в жидкости выше, чем в воздухе, то будет происходить движение воды в воздух в результате испарения (сушки). А, если температура и давление пара молекул воды в воздухе выше, чем в жидкости или других ближайших материалах- будет происходить конденсация.

Относительная влажность и точка росы в теории ...

При любой температуре и давлении, в атмосфере всегда есть определенное количество молекул воды, не больше, ровно столько, сколько воздух способен содержать. Из сказанного выше следует иметь в виду, что эта несущая способность возрастает и падает вместе с температурой. Если в данном объеме воздуха содержится максимальное количество воды воздух считается насыщенным.Влажность воздуха при любой температуре часто описывается как процент от максимального количества воды, которое он мог содержать в насыщенном при этой температуре состоянии. Это и есть "относительная влажность" (RH) в процентах. С другой стороны, следует иметь в виду, что для любого заданного количества влаги в данном объеме воздуха будет температура, при которой воздух будет достаточно насыщен, и что любое дальнейшее понижение температуры может привести к образованию конденсата. Это называется температура «точки росы». Поскольку факторы, влияющие на конденсацию настолько сложны, специалисты, занимающиеся этим вопросом составили специальную психрометрическую таблицу точки росы, чтобы определить связь между влажностью воздуха, температура, парциальное давление паров, точки росы и термина "энтальпия" ( передача энергии, имеющейся в системе)

...на практике

Всё это кажется очень запутанным даже для специалистов, имеющих специальное обоснование. Тем не менее, при рассмотрении движения влаги и конденсата в зданиях есть несколько простых эмпирических правил, соблюдений которых достаточно для большинства практических целей. Во-первых, движение влаги в целом можно рассматривать как переход от относительно влажных мест на относительно сухие, а из относительно теплой в относительно холодные области в зданиях. Во-вторых, как правило, необходимо определить и рассмотреть точку росы воздуха, а также вероятные температуры всех поверхностей, для того, чтобы определить, места возможного конденсата. Следует также помнить, что это динамический процесс с непрерывными колебаниями температуры и влажности воздуха, в результате годовые и суточные изменения, а также он является результатом отопления и вентиляции. Из-за этих факторов было бы необходимо измерять температуру и влажность воздуха в течение долгого времени, и в большом количестве мест, чтобы определить, насколько процесс конденсации может быть продолжителен. Именно поэтому обычная практика использования единоразовых значений влажности и температуры является неправильной и не продуктивной. Также, в большинстве случаев, лучше сосредоточить внимание на возможных источниках влаги и, как следствие, конденсата.

Конденсации в ЗДАНИЯХ

Воздух в жилых зданий всегда будет содержать влагу. Это потому, что все мы в основном состоит из воды, и добавляем воду в окружающую среду при каждом выдохе. Также вводить воду в воздух будут такое мероприятия, как купание, стирка и приготовление пищи. В современных зданиях установки душевых кабин, джакузи, бассейны и сауны, могут добавить значительное количество воды во внутренний воздух. Влага будет также введена из наружного воздуха внутрь конструкций из-за испарения воды проникающей снаружи. Это происходит в основном из подземных помещений, а также через стены и крыши из-за дефектов водоотвода. Влажного воздуха может также попасть внутрь от внешнего воздуха, когда он теплый и влажный по отношению к внутренней среде. Любые источники влаги во внутреннюю среду может привести к увлажнению воздуха, охлажденного до уровня ниже точки росы на относительно холодных поверхностях или в относительно прохладных материалах строительных конструкций, в результате чего накопленная вода в жидком состоянии вызывают локализованные источники дополнительной влажности. Это локализованное накопление влаги в результате конденсации, может привести к некоторым проблемам, в том числе распад или повреждения строительных материалов, а также влияет на здоровье и комфорт жителей.

Конденсация на мостиках холода происходит, когда относительно теплый влажный воздух соприкасается с поверхностями, на уровне или ниже точки росы. Типичными примерами этого процесса являются месте между оконными стеклами, на нижних частях оконных рам, и на внутренней стороне кровли . Последнее может привести к ускоренной коррозии поверхности крыши. Проникновения жидкой воды в структуры стен, как правило, ухудшает их теплоизоляционные свойства и возникновению дополнительных мостиков холода, что приводит к дальнейшей ещё большей конденсации.

Конденсация при теплом атмосферном фронте происходит, когда при относительно теплом влажном воздухе с улицы проникает в относительно холодные здания. Это происходит при резкой смене погоды с холодов на оттепель. Обычно это происходит в Великобритании с приходом теплого фронта, прибывающего из Атлантического океана с ноября по февраль, и может привести образованию луж во внутренних стенах массивных построек из каменной кладки, особенно в башнях церквей и замков, и в подземных сооружений.

Внутренняя конденсация происходит, когда относительно теплый влажный воздух диффундирует сквозь паропроницаемые материалы или конструкции, такие как волокнистая изоляция или газобетон. Если эти поверхности относительно теплые, с одной стороны и ниже температуры точки росы, с другой, это может привести достижению "точки росы" внутри материала и образованию жидкой воды прямо внутри материала. Это становится особенной проблемой, если диффузия пара через материал ограничена с холодной стороны конструкции и если изоляция или теплопроводность структура такова, что температурный график перекашивается в сторону к относительно теплой стороне. Риск образования конденсата в этих условиях можно вычислить с помощью калькулятора, или обратившись за консультацией к специалистам. Также проблема в усугубляется в кондиционируемых помещений. Особенно важно, когда речь идет о сохранении здания в экстремальных условиях, в таких как тропиках, которые, как правило, сильно кондиционируются. В этой ситуации внутренняя конденсация может быть серьезной проблемой, и нужно повернуть наоборот обычные вычисления, так как условия будут теплыми и влажными снаружи и холодные и сухие на внутренних поверхностях. Точно так же экстремальные условияя могут произойти в очень холодных условиях, и когда используются холодильные установки без адекватной пароизоляции.

Контроль конденсации

Исторически эти проблемы решались так: богатый влагой воздух легко выходил наружу через вентиляционные каналы в подвалах и чердака. Здания были также вентилируемые от постоянного высасывания внутреннего воздуха через дымоходы и лестничные марши. Исторически использовались материалы, такие как солома, известковая штукатурка, традиционные краски с микропористой структурой, допускающие движение влаги в обе стороны. Низкий уровень структурной и лучистого отопления Также в прошлом использовались открытые очаги или печи, вмонтированные в массивные стены. Это помогало сушить стены от накопившейся влаги. Пароизолирующие материалы были разработаны совсем недавно, но, к сожалению, она, как правило, несовершенна. Особенно, когда устанавливается на существующие структуры, поверх мостиков холода или в местах обратной конденсации. Из сказанного выше следует отметить, что ключевыми факторами в борьбе с конденсацией является вентиляция, отопление и теплоизоляция. Эти факторы обычно требуют перестройки зданий с очевидными проблемами конденсации, часто в следствии ошибок предыдущих строителей.

Дефекты, которые могут привести к образованию конденсата

Мы собрали основной список причин образования конденсата. Некоторые общие примеры приведены ниже:
  • Полная герметизация вокруг окон без минимальных зазоров для поступления свежего воздуха
  • монтаж душа, джакузи, сауны или бассейнов с недостаточным уровнем приточной вентиляции или только с пассивной вытяжкой
  • установка прачечных без надлежащей установки вытяжек на улицу
  • установка каналов вытяжки внутри наружных стен, а также другие пустоты внутри них
  • загораживание вентиляционных выходов какими либо предметами или слишком плотными решетками
  • блокирование существующих дымоходов и дымовых труб, предотвращая пассивную вентиляцию
  • отопление время от времени. Периодическая заморозка и разморозка внутренних поверхностей здания
  • недостаточный прогрев всего объема массивных конструкций, например, в церкви или замке
  • низкое расположение над полом приточной вентиляции
  • установка систем безопасного блокирования окон, которая герметизирует оконный проем
  • не утепленный вентиляционный канал в холодных помещениях
  • герметизация пола и установка ковровых или других непроницаемых покрытий пола
  • блокировка окон, люков или других отверстий в погребе или подвале, предотвращая их вентиляцию
  • Введение дефектных изоляции или пароизоляции

    • Какие можно принять меры

    картинка зонда Этот датчик-зонд предназначен для контроля температуры и влажности. Он предназначен для того, чтобы выявлять и решать проблемы конденсации и как часть системы мониторинга здания. Из сказанного выше видно, что, в большинстве случаев, для решения проблемы достаточно устранить причину её возникновения. Реконструируя здание следует использовать оригинальные материалы и детали. Это не всегда возможно, учитывая изменчивость на современном рынке. Тем не менее, почти во всех случаях проблемы могут быть решены изучив рекомендации для новых зданий, строительные нормы и правила используемые в Британии.

    Плесень и высолы

    Если температура влажного воздуха ещё не подошла к точке росы, но относительная влажность уже высока, ещё до конденсации уже могут возникнуть некоторые проблемы. При высокой относительной влажности может начаться рост плесени, особенно на поверхностях или в материалах загрязненных пылью или другими органическими материалами. Обычно это происходит в плохо проветриваемых помещениях, например, за мебелью и картинами, за стеклами картин, в мягкой мебели и коврах, а в плохо вентилируемых шкафах или углах помещения в районе потолка и пола. Это может вызвать серьезные повреждения декоративных элементов отделки, а также представляет значительную опасность для здоровья. Рост плесени в грязных коврах, мягкой мебели или в изоляционных материалов опасно для здоровья. Высолы могут также причинить значительный ущерб. Причины их возникновения аналогичны тем, которые обсуждались выше.

    Осушители

    В последние годы стало распространенным использовать осушители для контроля конденсации в зданиях. Они могут быть использованы в тех помещениях, где уровень влажности имеет особое значение, например, в запасниках музеев или больницах. Эти устройства достаточно дорогие в плане обслуживания и требуют постоянного мониторинга и контроля. Для этого обычно требуется независимый специалист. Поэтому, по возможности, лучше полагаться на отказоустойчивые системы естественной вентиляции и отопления зданий.

    В заключение, исторические здания с оригинальными материалами обычно не должны страдать от проблемы, связанные с конденсацией. Там, где были внесены изменения к конструкцию, были добавлены новые материалы и новые расширения, проблемы, связанные с конденсацией обычно можно легко и экономически эффективно контролировать, если есть понимание механизмов контроля и знания об исходной структуре здания. Меры по корректировке конденсата, обычно связаны с пассивной вентиляцией. Там, где вводятся новые материалы, следует неукоснительно следовать строительным нормам и правилам британских стандартов. Чтобы понять насколько эффективно работает система вентиляции, необходим долгосрочный мониторинг ситуации с влажностью сразу в нескольких точках здания.


    Перейти к расчету точки росы ...