Κεφάλαιο 5: ΙΑΧΥΣΗ Υ ΡΑΤΜΩΝ 5.1. Η υγροπροστασία των κατασκευών Η υγρασία αλλάζει τις ιδιότητες των δοµικών υλικών, περιορίζει τις φυσικές τους αντοχές και καταστρέφει τις συνεκτικές και θερµοµονωτικές τους ιδιότητες. Υγροπροστασία είναι το σύνολο των προστατευτικών µέτρων για την αντιµετώπιση της υγρασίας στις κατασκευές. Το δοµικά υλικά στη διάρκεια της κατασκευής είτε περιέχουν είτε αναµιγνύονται µε νερό. Σταδιακά, η υγρασία της κατασκευαστικής περιόδου περιορίζεται και τελικά εξαφανίζεται, το κτίριο στεγνώνει. Κατά την περίοδο λειτουργίας του κτιρίου, στα δοµικά στοιχεία αναπτύσσονται περίπλοκα φαινόµενα όπως απορρόφηση της βροχής, εξάπλωση της υγρασίας του εδάφους, σχηµατισµός δρόσου στις επιφάνειες και διάχυση των υδρατµών στο εσωτερικό τους. Εφόσον το κτίριο ή τµήµα των δοµικών στοιχείων είναι ευπρόσβλητο σε φαινό- µενα υγρασίας, τα προβλήµατα είναι περιοδικά και κρίσιµα, τόσο για την αντοχή, όσο και για την εύρυθµη λειτουργία του κτιρίου, τελικά για την υγεία των χρηστών του. Η πρόσκαιρη αντιµετώπιση του θέµατος, εκτός από δαπάνες για µερεµέτια (µπαλώµατα, βαψίµατα, σοβάδες) απαιτεί υπερβολική θέρµανση και έντονο αερισµό, δηλαδή σπατάλη ενέργειας. Ο Ελληνικός Κανονισµός Θερµοµόνωσης, σε αντίθεση µε άλλους ευρωπαϊκούς, δεν περιέχει διατάξεις για την υγροπροστασία. Αυτή η έλλειψη, εκτός από τα ελαττώµατα ή τα προβλήµατα που συσσωρεύει στο κτιριακό µας απόθεµα, αυξάνει τις τεχνικές απαιτήσεις και τα καθήκοντα της σωστής µελέτης και κατασκευής οικοδοµικών έργων. 5.2. Βασικές έννοιες Φάση ενός υλικού σώµατος ονοµάζεται η στερεά, υγρή ή αέρια κατάσταση στην οποία βρίσκεται σε δεδοµένες συνθήκες πίεσης, όγκου και θερµοκρασίας. Τα καθαρά, χωρίς προσµίξεις υλικά σώµατα βρίσκονται στο περιβάλλον σε τουλάχιστον δύο φάσεις ταυτόχρονα (πχ υγρό νερό
Κεφάλαιο 5 : ιάχυση υδρατµών 2. στις λίµνες και αέρια νέφη υδρατµών), συνήθως όµως η αέρια φάση δεν είναι εµφανής. Οι επιµέρους φάσεις ενός καθαρού σώµατος εντοπίζονται σχη- µατικά σε συγκεκριµένους συνδυασµούς τιµών του τριαξονικού, καρτεσιανού διαγράµµατος P, V, T, των βασικών µεταβλητών πίεσης, όγκου και θερµοκρασίας. Τριπλό σηµείο ονοµάζεται το σηµείο του διαγράµµατος όπου συνυπάρχουν οι τρεις φάσεις (πχ για το νερό το τριπλό σηµείο έχει συντεταγµένες πίεση 611 Pa και θερµοκρασία 0,01 0 C σε ολόκληρο το επίπεδο P,Τ). Κρίσιµο σηµείο είναι το σηµείο του διαγράµµατος που καθορίζει την κρίσιµη θερµοκρασία, πέραν της οποίας είναι αδύνατη η υγροποίηση ενός αερίου σε ισόθερµη συµπίεση (πχ για το νερό είναι 100 0 C). Αέριο είναι το υλικό σώµα σε αέρια κατάσταση, σε θερµοκρασίες µεγαλύτερες της κρίσιµης (συµπιέζεται ισόθερµα χωρίς υγροποίηση). Ατµός είναι το υλικό σώµα σε αέρια κατάσταση, σε θερµοκρασίες χαµηλότερες από την κρίσιµη (υγροποιείται µε ισόθερµη συµπίεση). Σε συνθήκες χαµηλής πίεσης όλα τα αέρια συµπεριφέρονται οµαλά σύµφωνα µε τους νόµους της φυσικής, δηλαδή είναι τέλεια αέρια. Τα αέρια τείνουν να καταλάβουν όλο τον διαθέσιµο όγκο. Στην περίπτωση διαφορετικών αερίων, αυτή η τάση οδηγεί σε ανάµιξη, δηλαδή σε διάχυση. Συνολική πίεση ενός αερίου µίγµατος, σε δεδοµένο όγκο και θερµοκρασία είναι το άθροισµα των µερικών πιέσεων των αερίων του συστατικών στις ίδιες συνθήκες. Η ταχύτητα εξάπλωσης της διάχυσης καθορίζεται από το µοριακό βάρος του αερίου. Τα υγρά δεν µπορούν να καταλάβουν όλο τον διαθέσιµο όγκο, εξαιτίας των εσωτερικών δυνάµεων συνοχής. Η επιφανειακή τάση των υγρών εµποδίζει την εξάπλωση τους, ενώ η συνάφεια µε το τοίχωµα προκαλεί τριχοειδή φαινόµενα (καταστρατήγηση της αρχής των συγκοινωνούντων δοχείων). Τελικά όλα τα υλικά µε πόρους και ρωγµές µπορούν να απορροφήσουν νερό, δηλαδή χρειάζονται υγροπροστασία.
Κεφάλαιο 5 : ιάχυση υδρατµών 3. Το νερό σε υγρή φάση έχει την χαρακτηριστική ιδιότητα να κατέχει µικρότερο όγκο από την στερεή φάση (πάγος). Αυτή η ιδιότητα µπορεί να προκαλέσει τεράστιες βλάβες στα κτίρια. Ο ξερός ατµοσφαιρικός αέρας δεν περιέχει υδρατµούς (κρίσιµη θερµοκρασία -141 0 C). Στις κτιριακές εφαρµογές ο ξερός αέρας θεωρείται ασυµπύκνωτος. Υγρός αέρας είναι ο ξερός ατµοσφαιρικός αέρας που περιέχει υδρατµούς. Η συνολική του πίεση είναι το άθροισµα της πίεσης του υδρατµού και της µερικής του πίεσης : P u + P i = P (συνήθως P u 5% Ρ) Ο κορεσµένος αέρας περιέχει νερό σε αέρια και υγρή ή στερεά φάση (υδρατ- µός και νερό ή πάγος). Η µερική πίεση του κορεσµένου αέρα λέγεται πίεση κορεσµού P s. Η θερµοκρασία δρόσου θ s, σε συνθήκες σταθερής πίεσης, είναι η θερµοκρασία συµπύκνωσης των υδρατµών. Ακόρεστος είναι ο αέρας που περιέχει µόνο υδρατµό (οπότε P u < P s και θ > θ s ) δηλαδή νερό µόνο σε αέρια φάση. Η ικανότητα του αέρα να συγκρατεί υδρατµούς εξαρτάται από την ατµοσφαιρική πίεση και τη θερµοκρασία. Η επίδραση της ατµοσφαιρικής πίεσης, σε σχέση µε την επίδραση της θερµοκρασίας, µπορεί να θεωρηθεί αµελητέα. Η επίδραση της θερµοκρασίας είναι καθοριστική για την απορροφητική ικανότητα του αέρα (η αύξηση της θερµοκρασίας επιτρέπει τη συγκράτηση µεγαλύτερης ποσότητας υδρατµών, η µείωση της θερµοκρασίας τείνει σε περιορισµό της ικανότητας απορρόφησης υδρατµών). Απόλυτη υγρασία του αέρα είναι ο λόγος της µάζας υδρατµού προς τον όγκο που τον περιέχει : Φ = m u / V = P u / 461.5 T όπου συµβολίζεται µε m u η µάζα του υδρατµού σε Kg V ο όγκος του αέρα σε m 3 P u T η µερική πίεση του υδρατµού η απόλυτη θερµοκρασία σε K
Κεφάλαιο 5 : ιάχυση υδρατµών 4. Σχετική υγρασία του αέρα είναι ο λόγος της µερικής πίεσης των υδρατµών προς την πίεση κορεσµού του αέρα, σε δεδοµένη θερµοκρασία : φ = P u / P s όπου προφανώς είναι φ = 1 για τον κορεσµένο αέρα και φ = 0 για τον ξερό αέρα. Συνήθως, ο αέρας περιέχει µικρότερη ποσότητα υδρατµών από την ποσότητα υδρατµών του σηµείου κορεσµού. Με τον ανάλογο τρόπο θα ορίζαµε ως σχετική υγρασία του αέρα τον βαθµό του λόγου της συγκέντρωσης µορίων υ- δρατµού σε δεδοµένη θερµοκρασία C προς τη συγκέντρωση των µορίων σε κατάσταση κορεσµού C στον ίδιο όγκο αέρα : φ = (C / C ) *100 (%) 5.3. Ο συντελεστής αντίστασης στη διάχυση των υδρατµών Η διάχυση των υδρατµών είναι ένα εξισωτικό φαινόµενο ανάλογο της µετάδοσης θερµότητας. Κατ` αναλογία προς τη ροή θερµότητας που προκύπτει από τη διαφορά θερµοκρασίας µεταξύ των δύο όψεων µιας διαχωριστικής στρώσης, η διαφορά πίεσης των υδρατµών του αέρα εκατέρωθεν των όψεων προκαλεί διάχυση υδρατµών διαµέσου της διαχωριστικής στρώσης. Κατά τη διαδικασία εξίσωσης των εκατέρωθεν πιέσεων, τα µόρια των υδρατµών µετακινούνται προς την περιοχή της µικρότερης πίεσης, διαµέσου των πόρων του διαχωριστικού. Εποµένως το φαινόµενο µπορεί να εµφανιστεί στην πλειονότητα των δοµικών υλικών (µε εξαίρεση την ύαλο και ορισµένα µέταλλα), εφόσον συντρέχουν οι κατάλληλες προϋποθέσεις. Ο συντελεστής αντίστασης µ στη διάχυση των υδρατµών είναι αδιάστατο µέγεθος και χαρακτηρίζει την αντίσταση κάθε υλικού στη διάχυση των υδρατµών, σε σχέση µε την αντίσταση ενός στρώµατος αέρα ίδιου πάχους, ίδιας θερµοκρασίας, σε κατάσταση ηρεµίας. Ουσιαστικά αποτελεί το µέτρο σύγκρισης της ποσότητας των υδρατµών που διέρχονται από το συγκεκριµένο δο- µικό υλικό, µε στάθµη αναφοράς την ποσότητα των υδρατµών που θα διέλθουν από ένα ισόπαχο στρώµα αέρα :
Κεφάλαιο 5 : ιάχυση υδρατµών 5. µ = g L / g D όπου συµβολίζεται µε µ ο συντελεστής αντίστασης στη διάχυση των υδρατµών, g L η πυκνότητα ροής διερχόµενων υδρατµών στον αέρα σε Kg/ m 2 h g D η πυκνότητα ροής διερχόµενων υδρατµών στο υλικό σε Kg/ m 2 h Το πορώδες, δηλαδή τα κενά στη µάζα, του υλικού επηρεάζει την ποσότητα των διερχόµενων υδρατµών : η αύξηση του πλήθους των πόρων µειώνει την αντίσταση στη διάχυση των υδρατµών, ενώ η µείωση της διαµέτρου των πόρων επιβραδύνει τη διάχυση. Έχει αποδειχθεί πειραµατικά πως η τιµή του συντελεστή αντίστασης µ ενός υλικού, εξαρτάται από τις συνθήκες θερµοκρασίας και υγρασίας (είναι µεταβλητή). Ωστόσο για λόγους απλοποίησης, στη µελέτη του φαινοµένου της διάχυσης η τιµή του συντελεστή αντίστασης µ κάθε υλικού εκλαµβάνεται σταθερή. 5.4 Το φαινόµενο της διάχυσης των υδρατµών Στην περίπτωση όπου εκατέρωθεν ενός υδρατµοπερατού δοµικού διαχωριστικού εµφανιστούν διαφορετικές συγκεντρώσεις µορίων υδρατµού, δηµιουργείται µια τάση εξίσωσης, µια ροή µορίων υδρατµού προς την πλευρά της µικρότερης συγκέντρωσης. Η ροή οφείλεται στις διαφορές πίεσης των υδρατµών και τείνει να τις εξισορροπήσει. Ταυτόχρονα αναπτύσσεται µια αντίρροπη κίνηση µορίων του αέρα, δια- µέσου του διαχωριστικού τοιχώµατος, που τείνουν να καταλάβουν τη θέση των υδρατµών στην περιοχή της χαµηλής πίεσης.. Η συνολική πίεση που παρουσιάζει ο αέρας σε κάθε σηµείο και σε κάθε πλευρά του διαχωριστικού παραµένει σταθερή. Αυτό το εξισωτικό φαινόµενο ονοµάζεται διάχυση των υδρατµών. Η διαφορά πίεσης µεταξύ των όψεων του δοµικού διαχωριστικού οφείλεται στις διαφορετικές κλιµατικές συνθήκες που επικρατούν εκατέρωθεν :
Κεφάλαιο 5 : ιάχυση υδρατµών 6. -σε χώρους µε την ίδια θερµοκρασία, η ροή των υδρατµών κατευθύνεται προς την περιοχή της χαµηλής πίεσης των υδρατµών, -σε χώρους µε την ίδια σχετική υγρασία, η ροή των υδρατµών κατευθύνεται προς την ψυχρότερη περιοχή, Σε κάθε περίπτωση, το άθροισµα των συνολικών πιέσεων εκατέρωθεν του διαχωριστικού µένει σταθερό. Όταν εξισωθούν οι εκατέρωθεν µερικές πιέσεις των υδρατµών, η διαδικασία της διάχυσης διακόπτεται. Αν και φαίνεται ότι ταυτίζονται, το φαινόµενο της διάχυσης των υδρατµών και η ροή θερµοκρασίας λόγω πτώσης θερµότητας εµφανίζουν διαφορές, καθώς οι υδρατµοί κινούνται µε πολύ µικρές ταχύτητες, σε σχέση µε τη ροή θερµότητας. Ωστόσο, οι διαδοχικές και σύντοµες, ακραίες θερµοκρασιακές µεταβολές δεν επηρεάζουν την εξέλιξη του φαινοµένου της διάχυσης των υδρατµών, οπότε κατά την τεχνική υπολογισµού λαµβάνονται υπόψη µόνον οι µέσες τιµές θερµοκρασίας και σχετικής υγρασίας. Κατά την εξέλιξη του φαινοµένου της διάχυσης των υδρατµών και µε την πτωτική πορεία της θερµοκρασίας στο εσωτερικό του δοµικού στοιχείου, όταν η µερική πίεση φτάσει το σηµείο κορεσµού τότε ένα µέρος των υδρατµών συµπουκνώνεται, σχηµατίζοντας την υγρασία εσωτερικής συµπύκνωσης. Η υγρασία εισχωρεί στους πόρους των υλικών, εγκλωβίζεται και παραµένει (περίοδος ύγρανσης). Με την άνοδο της θερµοκρασίας η υγρασία αποµακρύνεται σταδιακά κατά τη διαδικασία της εξάτµισης (περίοδος στεγνώµατος). Οι υδρατµοί περνούν από την υγρή στην αέρια φάση και, λόγω της πτωτικής πορείας των πιέσεων στο εσωτερικό του δοµικού στοιχείου, διαχέονται (ή κυκλοφορούν µεσα από τριχοειδή αγγεία) προς τις όψεις του διαχωριστικού και το περιβάλλον. Όταν παρεµποδιστεί η διαδικασία αποµάκρυνσης των συµπυκνωµένων υδρατµών, η υγρασία συσσωρεύεται στο εσωτερικό του δοµικού στοιχείου, προσβάλλει τα υλικά και καταστρέφει την κατασκευή. Η µεγάλη σηµασία της αναπνοής των δοµικών στοιχείων γίνεται φανερή αν αναλογιστούµε ότι 1cm3 (περίπου 1g) νερού αντιστοιχεί σε 1500cm3 υδρατµών.
Κεφάλαιο 5 : ιάχυση υδρατµών 7. Αυτές οι ανεπιθύµητες εξελίξεις εµφανίζονται σε περιπτώσεις : -υγρών χώρων µε υψηλή σχετική θερµοκρασία, -δοµικών υλικών που παρεµποδίζουν την εξατµισιοδιαπνοή, -υδροαδιαπέρατων στρώσεων στην εξωτερική πλευρά των δο- µικών στοιχείων (προστατευτική επάλειψη, πλακίδια κλπ). Η ταυτόχρονη δράση των τριχοειδών δυνάµεων και της εξάτµισης κατά τη διαδικασία του στεγνώµατος, καθιστά την τεχνική του υπολογισµού εξαιρετικά πολύπλοκη. Για λόγους απλοποίησης, γίνεται η παραδοχή της παράλειψης όλων των υπολοίπων παραγόντων µεταφοράς νερού, εποµένως θεωρούµε ότι η αποµάκρυνση του νερού από τη µάζα του υλικού, µετά τη συµπύκνωση, συντελείται αποκλειστικά µέσω διάχυσης των υδρατµών. Για να αποφευχθεί η φθορά των δοµικών στοιχείων πρέπει να παρεµποδιστεί η δηµιουργία εσωτερικής συµπύκνωσης ή, επειδή αυτό δεν είναι πάντοτε εφικτό, η διατήρηση µιας ισορροπίας µεταξύ των εν δυνάµει ποσοτήτων συµπύκνωσης - εξάτµισης. Εφόσον η ποσότητα των συµπυκνωµένων υδρατµών είναι µικρότερη από την ποσότητα που δύναται να εξατµισθεί, ο κύκλος της ύγρανσης και του στεγνώµατος δεν επιβαρύνει το δο- µικό στοιχείο. Στην αντίθετη περίπτωση, η συµπυκνωµένη και παραµένουσα υγρασία προστίθεται και συσσωρεύεται, επιδεινώνοντας τη φθορά του δοµικού στοιχείου και την καταστροφή της κατασκευής. Ιδιαίτερη ευπάθεια στη διάχυση των υδρατµών εµφανίζουν : -οι ελαφρές κατασκευές, -οι στρώσεις των πλευρών που εκτίθενται στις περιοχές υψηλής πίεσης των υδρατµών, -τα θερµοµονωτικά υλικά των δοµικών στοιχείων
Κεφάλαιο 5 : ιάχυση υδρατµών 8. 5.5. Νόµοι του Fick και βασικά µεγέθη Οι νόµοι που διέπουν το φαινόµενο της διάχυσης των υδρατµών (κατ` αναλογία προς το νόµο της θερµικής ροής λόγω θερµοκρασιακής πτώσης του Fourier) διατυπώθηκαν από τον Fick, ο οποίος συσχέτισε τη διάχυση των υδρατµών µε την πτώση της συγκέντρωσης των µορίων µέσω του συντελεστή διάχυσης D. Στον πρώτο νόµο του Fick, η ροή διάχυσης σε όλα τα σηµεία του συστήµατος είναι ανεξάρτητη του χρόνου (στάσιµη κατάσταση) : g = -D * grad c Στον δεύτερο, γενικό νόµο του Fick, η διάχυση αποτελεί χρονική και τοπική συνάρτηση της συγκέντρωσης στο εξεταζόµενο πεδίο : θc / θt = div (D * grad c) Για τη µελέτη του φαινοµένου τα εξεταζόµενα υλικά θεωρούνται ισότροπα και οµογενή. Επίσης ισχύει η παραδοχή ότι οι µεταβολές της συγκέντρωσης οφείλονται αποκλειστικά στην επίδραση των αρχικών συνθηκών στις οριακές επιφάνειες του στερεού. Η παραπάνω εξίσωση, για µονοδιάστατη ροή σε στάσιµη κατάσταση οδηγεί, µέσω ολοκλήρωσης, στη σχέση : g = ( -D / R D * T) * ( P i - P a ) / µ * d όπου συµβολίζονται µε c η συγκέντρωση σωµατιδίων υδρατµού σε Kg/ m 3, t ο χρόνος σε h, D ο συντελεστής διάχυσης σε m 2 / h, g η πυκνότητα ροής των σωµατιδίων υδρατµού σε Kg/ m 2 h, R D = 462 N m/kg K για υδρατµούς, µέσω της παγκόσµιας σταθεράς των τελείων αερίων, T η θερµοκρασία των υδρατµών σε Kelvin µ ο συντελεστής αντίστασης στη διάχυση των υδρατµών, d το πάχος της διατοµής του στοιχείου,
Κεφάλαιο 5 : ιάχυση υδρατµών 9. Σε ένα σύνθετο δοµικό στοιχείο µε επάλληλες διαδοχικά στρώσεις υλικών (διατοµής d i ), στην παραδοχή της στάσιµης κατάστασης, η ροή των υδρατµών λόγω µεταβολής της πίεσης στις δύο όψεις του είναι : g = ( P i - P a ) / [1/β i + d 1 / 1 + d 2 / 2 + d 3 / 3 +... + d ν / ν + 1/β a ) Αυτή η µαθηµατική σχέση είναι όµοια µε την εξίσωση µετάδοσης της θερµότητας : q = ( θ i - θ a ) / [1/α i + d 1 /λ 1 + d 2 /λ 2 + d 3 /λ 3 +... + d ν /λ ν + 1/α a ) όπου αντιστοιχίζονται : -η πυκνότητα θερµικής ροής q µε την πυκνότητα ροής υδρατµών g, -η πτώση θερµοκρασίας θ = θ i - θ a µε τη πτώση πίεσης υδρατµών Ρ = P i - P a -ο συντελεστής θερµικής µετάβασης α µε το συντελεστή υδροµετάβασης β, -ο συντελεστής θερµικής αγωγιµότητας λ µε το συντελεστή υδρατµαγωγιµότητας δ. Σε γενική µορφή, το φαινόµενο της διάχυσης των υδρατµών είναι µια διαδικασία µεταφοράς µάζας και ενέργειας µε βάση το συντελεστή υδρατµοπερατότητας του δοµικού στοιχείου : K D = 1 / ( 1/β i +1/δ + 1/β a ) στον οποίο αντιστοιχείται ο συντελεστής υδρατµοδιαφυγής δ και η αντίσταση υδρατµοδιαφυγής 1/δ, που σε προσέγγιση του νόµου των τελείων αερίων για θερµοκρασία αναφοράς 10 0 C είναι : 1 / δ = 1,5 * 10 6 * µ * d (σε m 2 h Pa / Kg) Κατά συνέπεια, η πυκνότητα ροής του διαχεόµενου υδρατµού, σε περιόδους ύγρανσης ή στεγνώµατος ενός δοµικού στοιχείου είναι : g = ( P i - P a ) / (1/β i +1/δ + 1/β a ) Θεωρώντας τους συντελεστές υδροµετάβασης εκατέρωθεν ως αµελητέες ποσότητες, σε σχέση µε την αντίσταση υδρατµοπερατότητας : g = ( P i - P a ) / (1/δ) όπου συµβολίζονται µε β i ο συντελεστής υδροµετάβασης της εσωτερικής πλευράς, β α ο συντελεστής υδροµετάβασης της εξωτερικής πλευράς, Ρ i η µερική πίεση των υδρατµών στην εσωτερική πλευρά, Ρ α η µερική πίεση των υδρατµών στην εξωτερική πλευρά. µ ο συντελεστής αντίστασης στη διάχυση των υδρατµών, d το πάχος της διατοµής του στοιχείου,
Κεφάλαιο 5 : ιάχυση υδρατµών 10. 5.6 Σχηµατισµός δρόσου Το φαινόµενο της εσωτερικής συµπύκνωσης δεν πρέπει να συγχέεται µε το σχηµατισµό δρόσου, την επιφανειακή συµπύκνωση. Η εσωτερική συµπύκνωση οφείλεται στην υγροποίηση των διαχεόµενων υδρατµών στο εσωτερικό ενός δοµικού στοιχείου, όταν η θερµοκρασία πέφτει στο σηµείο κορεσµού. Η επιφανειακή συµπύκνωση οφείλεται στον κορεσµό των υδρατµών της ατµόσφαιρας στην επιφάνεια του δοµικού στοιχείου, όταν η επιφανειακή θερµοκρασία του δοµικού στοιχείου είναι µικρότερη της οριακής θερµοκρασίας της ατµόσφαιρας (θερµοκρασία δρόσου). Ο σχηµατισµός δρόσου εµφανίζεται συνήθως όταν : -κατά την διαδικασία θέρµανσης, τα δοµικά στοιχεία εµφανίζουν θερµική ανεπάρκεια, ή διαθέτουν µεγάλη θερµική αδράνεια, -ο χώρος αποκτά υψηλή σχετική υγρασία. Για την αποφυγή σχηµατισµού δρόσου στην επιφάνεια ενός δοµικού στοιχείου, αυτό πρέπει να διαθέτει τον ελάχιστο συντελεστή θερµοπερατότητας : K min = a i (θ Li - θ s ) / (θ Li - θ La ) όπως αντίστοιχα και τον ελάχιστο συντελεστή θερµοδιαφυγής : 1 / Λ min = 1 / ( 1/a i + 1/α a ) όπου συµβολίζονται µε a i ο εσωτερικός συντελεστής συναγωγής, a α ο εξωτερικός συντελεστής συναγωγής, θ s η θερµοκρασία δρόσου, θ Li η θερµοκρασία του εσωτερικού αέρα, θ La η θερµοκρασία του εξωτερικού αέρα. 5.7. Άλλες πηγές υγρασίας Βασική πηγή υγρασίας ενός κτιρίου είναι η µετάδοση της υγρασίας του εδάφους, µέσω τριχοειδών φαινοµένων. Η ύγρανση εισχωρεί στα στοιχεία του κτι-
Κεφάλαιο 5 : ιάχυση υδρατµών 11. ρίου και ανέρχεται µέχρι να εµπεδωθεί µια ισορροπία ανάµεσα στην ποσότητα του υπόγεια ανερχόµενου νερού και στην υγρασία που εξατµίζεται. Για την αντιµετώπιση της είναι σηµαντικό να προβλεφτούν µέτρα προστασίας από τη φάση της θεµελίωσης (µετά την αποπεράτωση της κατασκευής η θεραπεία θα απαιτήσει επίπονες ανακατασκευές). Η αποτροπή του φαινοµένου επιτυγχάνεται µε τη στεγάνωση των δοµικών στοιχείων που άµεσα ή έµµεσα έρχονται σε επαφή µε το έδαφος. Παρεπόµενο πρόβληµα είναι ο συνδυασµός της στεγάνωσης µε τα επιχρίσµατα. Ο εµπειρικός τύπος που επιτρέπει τον υπολογισµό της ισορροπίας ανόδουεξάτµισης είναι : U * h = s * d όπου συµβολίζονται µε U η ποσότητα επιφανειακής εξάτµισης σε Kg / m 2 h, h το ορατό ύψος της ύγρανσης σε m, s η ποσότητα του υπόγεια ανερχόµενου νερού σε Kg / m 2 h, d το πάχος του τοίχου σε m. Σηµαντική πηγή υγρασίας είναι η βροχή, ιδιαίτερα όταν συνδυάζεται µε δυνατό άνεµο. Το βρόχινο νερό εισέρχεται στα τοιχώµατα µέσω τριχοειδών φαινοµένων ή από ρωγµές και χαραµάδες λόγω υπερπίεσης. Η παρεµπόδιση αυτών των φαινοµένων εξασφαλίζεται µε υδροαπωθητικές στρώσεις ή συνδυασµό επαλείψεων και επιχρίσµατος. Στην περίπτωση µιας εµφανούς τοιχοποιίας µεγάλη επίδραση στην εξάπλωση της ύγρανσης έχει η ποιότητα των αρµών. Κρίσιµα στοιχεία επίσης είναι τα κουφώµατα (κατασκευαστικές φύρες, αρµοί). Το πιο ευπαθές τµήµα του κτιρίου στην βροχή είναι το δώµα ή η στέγη. Όταν ο στεγανωτικός φλοιός του δώµατος συνδυάζεται µε θερµοµονωτικά υλικά, η υγροπροστασία οφείλει να διευκολύνει τη διάχυση των υδρατµών και ταυτόχρονα να αντέχει τις συστολοδιαστολές του στοιχείου. Τα δοµικά στοιχεία της στέγης είναι εξίσου ευπαθή σε τριχοειδή φαινόµενα και (στην περίπτωση θερµής στέγης) σε φαινόµενα υποπίεσης.