ENERGETSKA EFIKASNOST U ZGRADARSTVU DIFUZIJA VODENE PARE

Transcript

1 ENERGETSKA EFIKASNOST U ZGRADARSTVU DIFUZIJA VODENE PARE

2 Vlažan vazduh

3 Atmosferski vazduh, pored osnovnih komponenata (kiseonik, azot i male količine vodonika, ugljendioksida i plemenitih gasova), može sadržati i promenljivu količinu vodene pare. U procesima koji se tiču vlaženja i sušenja materijala U procesima koji se tiču vlaženja i sušenja materijala ili kondicioniranja prostorija, ova njegova karakteristika je bitna, pa takav vazduh nazivamo vlažnim, za razliku od suvog vazduha koji ne sadrži vodenu paru.

4 Navedena terminologija ističe činjenicu da se u pomenutim procesima sastav vazduha menja samo zbog promenljive količine vodene pare u njemu, dok ostale komponente zadržavaju konstantan međusobni odnos. Stoga i doslovce možemo smatrati da se u ovom smislu vlažan vazduh sastoji iz samo dve komponente: vodene pare i suvog vazduha.

5 Količina vodene pare koju vlažan vazduh sadrži, izražava se kao tzv. apsolutna vlažnost, tj. Kao broj kilograma vodene pare koji dolaze na jedan kilogram suvog vazduha, dakle kao maseni odnos dve komponente: kg vodene pare / kg suvog vazduha

6 Količina vodene pare koju može u sebe da primi 1 kg suvog vazduha nije neograničena. Ako suv vazduh dovedemo u kontakt sa slobodnom površinom vode, ona će isparavati u njega, sve dok parcijalni pritisak pare nad vodom ne dostigne njen napon pare.

7 Da bi se prevazišla ovakva nedoumica, uveden je još jedan način izražavanja vlažnosti vazduha u obliku relativne, odnosno procentualne vlažnosti. Relativna vlažnost vazduha, pri određenoj temperaturi se definiše kao odnos njegove apsolutne vlažnosti i apsolutne vlažnosti zasićenog vazduha pri istoj temperaturi:

8 kg vodene pare / max kg vodene pare, gustina nezasićene pare / gustina zasićene pare, Parcijalni pritisak nezasićene pare / parcijalni pritisak zasićene pare (t=const.)

9

10

11 Provera konstrukcije na kondenzaciju

12

13

14 Vrednosti parcijalnih pritisaka pi i pe određuju se na sledeći način: prvo se iz tablica datih u standardu SRPS U.J5.520, za poznate vrednosti temperatura vazduha unutar i izvan objekta, očitaju vrednosti pritisaka zasićenja p i' i p e ' zatim se na osnovu poznatih relativnih vlažnosti vazduha unutar i izvan objekta sračunaju parcijalni pritisci Parcijalni pritisak za unutrašnji vazduh se usvaja da iznosi 55%, dok se za spoljašnji vazuh usvaja zavisno od klimatske zone za koju se radi proračun.

15 Za potrebe pojednostavljenog proračuna (Glaser-ov postupak) usvajaju se sledeće vrednosti: Za period kondenzacije: Zona A obuhvata mesta za koja je spoljna projektna temperatura (period grejanja) iznosi do θ H,e = -15 o C, temperatura spoljnjeg vazduha za proračun kondenzacije iznosi θ e = -5 o C, relativna vlažnost spoljnjeg vazduha iznosiϕ e = 90%, relativna vlažnost i temperatura unutrašnjeg vazduha usvaja se prema projektnim uslovima s obzirom na namenu objekta / prostorije, ili sa vrednošćuϕ i = 55%, trajanje perioda kondenzacije iznosi 60 dana;

16 Zona B obuhvata mesta za koja je spoljna projektna temperatura (period grejanja) niža od θ H,e = -15 o C, temperatura spoljnjeg vazduha iznosi θ e = -10 o C, relativna vlažnost spoljnjeg iznosiϕ e = 90%, relativna vlažnost i temperatura unutrašnjeg vazduha usvaja se prema projektnim uslovima s obzirom na namenu objekta / prostorije, ili sa vrednošću ϕ i = 55%, trajanje perioda kondenzacije iznosi 60 dana.

17 Teorijski parcijalni pritisak vodene pare p j " na granici između slojeva "j" i "j+1" može se analitički odrediti, pomoću izraza:

18

19 Dozvoljena temperatura unutrašnje površine spoljne građevinske konstrukcije na bilo kom mestu (i na mestima toplotnih mostova) mora da bude veća od temperature tačke rose, θ s [ o C], za date projektne uslove (temperatura i relativna vlažnost vazduha u prostoriji).

20 Minimalna toplotna otpornost za sprečavanje orošavanja unutrašnje površine, R min [m 2 K/W], građevinske konstrukcije izvan zone toplotnog mosta (osnovni deo građevinskog elementa) izračunava se za uslove perioda grejanja (zimski period), na sledeći način:

21 vrednost R si se, zbog mogućnosti pojave sprečenog strujanja vazduha (nameštaj, zakloni i sl.) usvaja sa (najmanje) R si = 0,25 m 2 K/W. Za transparentne građevinske elemente primenjuje se uobičajena vrednost: R si = 0,17 m 2 K/W.

22

23

24 Kondenzacija ne postoji U slučaju da kondenzacija ne postoji, tada je fluks vodene pare koji ulazi u konstrukciju, jednak fluksu koji izlazi iz nje, tj:

25 Kondenzacija u ravni

26 Kondenzacija u ravni U tom slučaju protok vodene pare koji ulazi u konstrukciju (q m1 ) nije isti kao protok vodene pare koji je napušta (q m2 ). Količina vodene pare koja ulazi u konstrukciju: Količina vodene pare koja je napušta:

27 Kondenzacija u sloju

28 Kondenzacija u sloju U tom slučaju protok vodene pare koji ulazi u konstrukciju (q m1 ) nije isti kao protok vodene pare koji je napušta (q m2 ). Količina vodene pare koja ulazi u konstrukciju: Količina vodene pare koja je napušta:

29 Veličine r, r predstavljaju odgovarajuće otpore difuziji vodene pare, gledano od unutra do sloja kondenzacije, odnosno od sloja kondenzacije do spolja. Veličine p k, p k1, p k2 predstavljaju odgovarajuće parcijalne pritiske kondenzacije.

30 U slučaju kada u konstrukciji dolazi do kondenzacije, onda se časovni porast količine vlage može odrediti kao: q m =q m1 -q m2 Ukupna količina kondenzovane vlage u g/m2 na kraju procesa kondenzacije se može odrediti prema izrazu: q mz =q m 24d

31 Porast vlage u materijalu Shodno tome, porast vlage u materijalu na kraju sezone iznosi Gde je d r računska debljina sloja građevinskog elementa, a ρ 0 gustina na suovoj masi. Računska debljina, d r, sloja građevinskog elementa u kome se dešava kondenzacija, za slučaj kondenzne površine ima sledeće vrednosti: za sloj poroćelijastog betona ili betona sa lakim agregatom, d r = 0,02 m; za opeku, d r = 0,05 m; za ostale materijale usvaja se da je dr = d (d je debljina sloja), ali ne veće od 0,07 m.

32 U slučaju kondenzacije u zoni, d r je jednako debljini zone. Ukupna vlažnost je jednaka zbiru porsečne vlažnosti materijala i vlažnosti nastaloj usled kondenzacije. Jedan od uslova termičkog komfora je da

33 Najveća dozvoljena vlažnost za sloj materijala X max je

34

35 Vrednost q max [kg/m 2 ] predstavlja najveću dozvoljenu količinu kondenzovane vodene pare u građevinskom elementu na završetku razdoblja difuzije vodene pare, koja ima sledeće vrednosti: u opštem slučaju, q 2 max = 1,0 kg/m ; ukoliko kondenzacija nastaje na dodirnim površinama slojeva od kojih jedan sloj nema mogućnost preuzimanja vlage (npr.: slučaj dodirnih površina vlaknastih toplotnoizolacionih materijala (ili vazdušnih slojeva) i slojeva parne brane (ili betonskih slojeva), q max = 0,5 kg/m 2 ;

36 za drvene konstrukcije, q max = 0,05 d r ρ 0 (kg/m 2 ); za materijale na bazi drveta (lake građevinske ploče na bazi drvene vune i višeslojne lake građevinske ploče od penastih sintetičkih izolatora i drvene vune se izuzimaju), q max = 0,03 d r ρ 0 (kg/m 2 ).

37 Sušenje

38 Ako je parcijalni pritisak vodene pare manji sa obe strane konstrukcije, nastupa sušenje. Sušenje je karakteristično za letnji period. Za period isušenja: dozvoljeno trajanje isušenja iznosi 90 dana za mesta koja pripadaju Zoni A, a 60 dana za mesta koja pripadaju Zoni B. Temperature i relativne vlažnosti vazduha iznose θ i = θ e = 18 o C,ϕ i =ϕ e = 65%.

39 Ako je prethodila kondenzacija u ravni, sušenje se računa kao Ako je prethodila kondenzacija u sloju, računa se kao

40

41 Vreme potrebno da se izvrši sušenje konstrukcije se računa kao Preko vrednost 1.3 se uzima u obzir smanjenje fluksa, odnosno parcijalnih pritisaka usled sušenja konstrukcije.