03-toplota, vodena para__ARHITEKTONSKA FIZIKA_predavanje_Arhitektonski fakultet u Beogradu

1

ФизикаФизика зградазграда

33. . предавањепредавањешколскашколска 20020066--0077 годгод..

ПровераПровера појединачнихпојединачних конструкцијаконструкција1.1. KKоефицијентоефицијент пролазапролаза топлотетоплоте

2.2. ДифузијаДифузија воденеводене парепаре

ПредавачПредавач: : доцдоц. . дрдр. . АнаАна РадивојевићРадивојевић

1. Прорачун коефицијента пролаза топлоте

k<kdozда не

2. Постојање појаве површинске кондензације

температура површине слоја θi>trнема је постоји

3. Прорачун дифузије водене паре

Да ли има кондензата?не да

4. Прорачун упијања кондензата

Да ли конструкција може да упијекондензат?

да не

5. Прорачун летњег исушења конструкције

Да ли кондензат може да се исуши токомлетњет периода исушења?

да не

2

ТиповиТипови конструкцијаконструкција

методеметоде прорачунапрорачуна коефицијентакоефицијента пролазапролазатоплотетоплоте условљенаусловљена типтипooмм конструкцијеконструкције::

1.1. хомогенахомогена конструкцијаконструкција2.2. хетерогенахетерогена конструкцијаконструкција изиз вишевише хомогениххомогених

слојеваслојева3.3. конструкцијаконструкција једноставнеједноставне хетерогеностихетерогености4.4. конструкцијаконструкција сложенесложене хетерогеностихетерогености

МетодеМетоде прорачунапрорачуна коефицијентакоефицијентапролазапролаза топлотетоплоте

заза случајевеслучајеве хомогениххомогених конструкцијаконструкција, , хетерогениххетерогених конструкцијаконструкција изиз вишевише хомогениххомогенихслојеваслојева ии конструкцијаконструкција једноставнеједноставнехетерогеностихетерогености сесе усвајаусваја ((претпостављапретпоставља):):

дада јеје топлотнитоплотни протокпроток стационаранстационарандада јеје топлотнитоплотни протокпроток управануправан нана површинуповршинуконструкцијеконструкције

3


ХомогенаХомогена грађевинскаграђевинска конструкцијаконструкцијаконструкцијаконструкција чијечије сусу спољнаспољна ии унутрашњаунутрашња странастранамеђусобномеђусобно паралелнепаралелне ии којакоја сесе састојисастоји самосамо ододједнеједне врстеврсте материјаламатеријала

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⋅=

α+

λ+

α

=Km

W1d1

1k o2

ei


ХетерогенаХетерогена конструкцијаконструкција изиз вишевише хомогениххомогенихслојеваслојева

конструкцијаконструкција чијечије сусу спољашњаспољашња ии унутрашњаунутрашња странастранамеђусобномеђусобно паралелнепаралелне ии којакоја сесе састојисастоји изиз вишевише, , њимањимапаралелнихпаралелних, , хомогениххомогених слојеваслојева материјаламатеријала

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⋅=

α+

λ+

α

=

∑=

KmW

1d11k o2

e

n

1j j

j

i

4


КонструкцијаКонструкција једноставнеједноставне хетерогеностихетерогеностиконструкцијаконструкција састављенасастављена изиз двадва илиили вишевише хомогениххомогених деловаделова((изиз 1 1 илиили вишевише хомогениххомогених слојеваслојева) ) саса геометријскигеометријски правилнимправилнимспојевимаспојевима; ; нене постојипостоји већивећи бочнибочни протокпроток топлотетоплоте!!хетерогеностхетерогеност -- површинскаповршинска

n21

n2211

o2jj

A..........AAAk.........AkAk

k

KmW

AkA

k

+++

⋅++⋅+⋅=

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⋅=

⋅=

∑∑


КонструкцијаКонструкција сложенесложене хетерогеностихетерогеностиструктураструктура конструкцијеконструкције такватаква дада постојепостоје бочнибочнитоплотнитоплотни протоципротоци, , односноодносно, , додатнидодатни линијскилинијскитоплотнитоплотни губицигубици

( ) ( )

( ) ( )⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=

⋅+⋅=

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=⋅+⋅=⋅

∑∑ ∑

∑ ∑

= =

= =

KmW

A

LkAkk

KWLkAkAk

o2

n

1j

m

1jjLjj

o

n

1j

m

1jjjLjj

5


КонструкцијаКонструкција сложенесложене хетерогеностихетерогеностипосебанпосебан видвид конструкцијаконструкција сложенесложене хетерогеностихетерогености ––различитиразличити типовитипови конструкцијаконструкција којекоје уу себисеби имајуимајуваздушниваздушни слојслојподтиповиподтипови конструкцијаконструкција саса ваздушнимваздушним слојемслојем сеседефинишудефинишу уу зависностизависности одод начинаначина изменеизмене ваздухаваздуха ууваздушномваздушном слојуслојупроверапровера сесе вршиврши зависнозависно одод тогатога дада лили јеје речреч оо::

вертикалнојвертикалној конструкцијиконструкцији –– меродаванмеродаван односоднос укупнеукупнеповршинеповршине пресекапресека отвораотвора заза вентилацијувентилацију ss (m(m22)) ии дужинедужинеграђевинскеграђевинске конструкцијеконструкције којакоја сесе вентилиравентилира LL (m)(m)хоризонталнојхоризонталној конструкцијиконструкцији –– меродаванмеродаван односоднос укупнеукупнеповршинеповршине пресекапресека отвораотвора заза вентилацијувентилацију ss (m(m22)) ииповршинеповршине вентилираневентилиране грађевинскеграђевинске конструкцијеконструкције A (mA (m22))


КонструкцијаКонструкција сложенесложене хетерогеностихетерогености сасаваздушнимваздушним слојемслојемСасвимСасвим слабослабо вентилираневентилиране конструкцијеконструкције::

s/L<0,002 ms/L<0,002 m22/m /m заза вертикалневертикалне конструкцијеконструкцијеs/A<0,0003ms/A<0,0003m22/m/m22 заза хоризонталнехоризонталне конструкцијеконструкције

ваздушниваздушни слојслој сесе третиратретира каокао слојслој уу мировањумировању –– каокао билобилокојикоји другидруги слојслој уу склопусклопу конструкцијеконструкције

СлабоСлабо вентилираневентилиране конструкцијеконструкције0,002<=s/L<0,05 m0,002<=s/L<0,05 m22/m /m заза вертикалневертикалне конструкцијеконструкције0,0003<=s/A<0,003m0,0003<=s/A<0,003m22/m/m22 заза хоризонталнехоризонталне контрукцијеконтрукције

6


СлабоСлабо вентилираневентилиране конструкцијеконструкцијекоефицијенткоефицијент пролазапролаза топлотетоплоте kk сесе рачунарачуна каокао::

k=kk=k11+h(k+h(k22--kk11) [W/m) [W/m22K]K]kk11-- коефицијенткоефицијент пролазапролаза израчунатизрачунат каокао дада јеје речреч оонепомичномнепомичном слојуслоју ваздухаваздухаkk22-- коефицијенткоефицијент пролазапролаза топлотетоплоте каокао дада јеје речреч оо прорачунупрорачунуекранаекрана, , односноодносно, , заклоназаклона ((узимајуузимају сесе слојевислојеви самосамо додоваздушногваздушног слојаслоја;;hh:: заза хоризонталнехоризонталне конструкцијеконструкције –– 0,40,4

заза вертикалневертикалне конструкцијеконструкције –– нана основуоснову табелетабелеR2R2 топлотнитоплотни отпоротпор спољногспољног деладела конструкцијеконструкцијеR1R1 топлотнитоплотни отпоротпор унутрашњегунутрашњег деладела конструкцијеконструкцијепретпоставкапретпоставка: : дада сусу пресеципресеци низованизова улазнихулазних ии излазнихизлазнихотвораотвора приближноприближно једнакиједнаки, , ии дада растојањерастојање измеђуизмеђу двадва низанизанене прелазипрелази спратнуспратну висинувисину


СлабоСлабо вентилираневентилиране конструкцијеконструкције

0,60,60,30,3O,6<=RO,6<=R22/R/R11<1,2<1,2

0,450,450,20,20,1<R0,1<R22/R/R11<0,6<0,6

0,250,250,10,1RR22/R/R11<0,1<0,1

0,02<=s/L<0,050,02<=s/L<0,050,0020,002<=s/L<0<=s/L<0,,0202

h (mh (m22/m)/m)RR22/R/R11

7


ДоброДобро вентилираневентилиране конструкцијеконструкцијеs/L>=0,05 ms/L>=0,05 m22/m /m заза вертикалневертикалне конструкцијеконструкцијеs/A>=0,003ms/A>=0,003m22/m/m22 заза хоризонталнехоризонталне конструкцијеконструкције

уу прорачунпрорачун сесе нене узимаузима спољниспољни деодео грађевинскеграђевинскеконструкцијеконструкцијеукупниукупни отпоротпор пролазупролазу топлотетоплоте::

RRkk=1/k==1/k= RRii+R+R11+R+Rii`̀RRii`̀-- топлотнитоплотни отпоротпор пролазупролазу топлотетоплоте ваздухаваздуха међуслојамеђуслоја

хоризонталнехоризонталне грађевинскеграђевинске конструкцијеконструкције зазасилазнисилазни топлотнитоплотни токток ((подовиподови))

0,340,34

хоризонталнехоризонталне грађевинскеграђевинске конструкцијеконструкције зазаузлазниузлазни топлотнитоплотни токток ((крововикровови))

0,180,18

вертикалневертикалне грађевинскеграђевинске конструкцијеконструкције ––зидовизидови

0,220,22

типтип конструкцијеконструкцијеRRii+R+Rii`̀ [m[m22K/W]K/W]


ЗаклониЗаклони ((екраниекрани))конструкцијеконструкције кодкод којихкојихспољниспољни деодео представљапредстављазаклонзаклон ((екранекран) ) ––ваздушниваздушни просторпросторпотпунопотпуно отворенотворен најмањенајмањесаса дведве странестране ((брисолејибрисолејиии слсл.).)оваквиовакви елементиелементи могумогупружитипружити додатнудодатну заштитузаштитууу односуодносу нана спољашњуспољашњубукубуку, , илиили уу односуодносу нанадоминантнедоминантне ветровеветрове

8


ЗаклониЗаклони ((екраниекрани))спољнаспољна срединасредина вишевише нене представљапредставља миранмиранваздухваздухукупниукупни отпоротпор пролазупролазу топлотетоплоте::

RRkk=1/k==1/k= RRii+R+R11+R+Rii`̀

хоризонталнехоризонталне грађевинскеграђевинске конструкцијеконструкцијезаза силазнисилазни топлотнитоплотни токток ((подовиподови))

0,210,21

хоризонталнехоризонталне грађевинскеграђевинске конструкцијеконструкцијезаза узлазниузлазни топлотнитоплотни токток ((крововикровови))

0,170,17

вертикалневертикалне грађевинскеграђевинске конструкцијеконструкције ––зидовизидови

0,170,17

типтип конструкцијеконструкцијеRRii+R+Rii`̀ [m[m22K/W]K/W]

СистемиСистеми двострукихдвоструких фасадафасада

савременисавремени системисистеми фасадафасадаукључујуукључују ии тзвтзв. . системесистеме двострукихдвострукихфасадафасада ((double skin facades)double skin facades) кодкодкојихкојих постојипостоји додатнидодатни слојслој стакластаклаиспредиспред примарнепримарне фасадефасадесистемсистем иницијалноиницијално произашаопроизашао изизтипатипа фасадефасаде саса ваздушнимваздушним слојемслојем, , алиали знатнознатно сложенијисложенији попо свомсвомсаставусаставу ии техничкотехничко--технолошкимтехнолошкимзахтевимазахтевиматермичкетермичке карактеристикекарактеристике овакоовакосложенихсложених системасистема фасадафасада нене могумогусесе израчунатиизрачунати конвенционалнимконвенционалнимсистемимасистемима прорачунапрорачуна, , већвећ сесе зазањихњих предвиђајупредвиђају одговарајућиодговарајућиматематичкиматематички моделимодели ии посебнапосебна ““in in situsitu”” мерењамерења

9

СистемиСистеми двострукихдвоструких фасадафасада

оваквиовакви типовитипови фасадафасада сесепоказујупоказују добримдобрим уу случајуслучајупотребепотребе заза добромдобром звучномзвучномзаштитомзаштитом ии//илиили заштитомзаштитом ододјакихјаких ветроваветрова;;

недостатакнедостатак –– високивисокитехнолошкитехнолошки захтевизахтеви –– високависокаценацена оваквиховаквих системасистема

уобичајенауобичајена применапримена кодкодадминистративнихадминистративних објекатаобјеката

ДифузијаДифузија воденеводене парепаре

10

ПонашањеПонашање материјаламатеријала уу односуодносунана ваздухваздух ((воденуводену парупару))

ЗаштоЗашто јеје понашањепонашање материјаламатеријала ууодносуодносу нана ваздухваздух ии воденуводену парупару важноважно??

1.1. збогзбог различитихразличитих карактеристикакарактеристика понашањапонашања сувогсувог иивлажногвлажног ваздухаваздуха

сувсув ваздухваздух поседујепоседује изузетноизузетно малумалу топлотнутоплотну проводљивостпроводљивост ––добардобар топлотнитоплотни изолаторизолатор;;утичеутиче нана карактеристикекарактеристике уу погледупогледу проводљивостипроводљивости топлотетоплотеконструкцијаконструкција::

уколикоуколико сесе деодео топлотетоплоте преносипреноси крозкроз ваздухваздух струјањемструјањем иизрачењемзрачењемуколикоуколико сесе јављајавља уу конструкцијиконструкцији каокао сувсув, , изолованизолован ии миранмиран ууневетреномневетреном слојуслоју конструкцијеконструкције, , односноодносно уу шупљинамашупљинама ии порамапорамаконструкцијеконструкције//материјаламатеријала

сувсув ваздухваздух јеје хигроскопанхигроскопан!!!!!!


2.2. збогзбог различитихразличитих карактеристикакарактеристика понашањапонашањасувихсувих ии влажнихвлажних материјаламатеријала

•• степенстепен влажностивлажности материјаламатеријала утичеутиче нанапроводљивостпроводљивост материјаламатеријала ((топлотнутоплотну, , електроелектро), ), механичкемеханичке карактеристикекарактеристике,....,....

11


•• присуствоприсуство воденеводене парепаре последицапоследица::•• присустваприсуства водеводе свудасвуда окооко наснас•• чињеницечињенице дада сесе испаравањеиспаравање водеводе вршиврши нана свимсвим

температураматемпературама ((нана брзинубрзину испаравањаиспаравања утичуутичу: : температуратемпература, , струјањеструјање ваздухаваздуха, , постојећапостојећа количинаколичина воденеводене парепаре уу ваздухуваздуху))

мањемање одод 11‰‰осталиостали гасовигасови ((NeNe, He, Kr, , He, Kr, XeXe))

0,0010,001водоникводоник HH

0,040,04угљенугљен диоксиддиоксид COCO22

1,31,3аргонаргон ArAr

75%75%азотазот NN

23%23%кисеониккисеоник OO22

3.3. збогзбог специфичностиспецифичности саставасастава самогсамог ваздухаваздуха((сувсув ваздухваздух ии воденаводена парапара))


ЗаЗа разматрањеразматрање понашањапонашања материјаламатеријала уу односуодносунана ваздухваздух ии воденуводену парупару значајнезначајне сусу иичињеницечињенице дада јеје::

1.1. СадржајСадржај воденеводене парепаре –– променљивпроменљив!!!!!!•• изванизван просторијапросторија –– каокао деодео атмосферскогатмосферског ваздухаваздуха•• унутарунутар просторијапросторија –– уу зависностизависности одод намененамене просторијапросторија

ии активностиактивности уу њимањима

2.2. МеђусобниМеђусобни односоднос температуретемпературе ии влажностивлажностиваздухаваздуха јеје одод значајазначаја заза осећајосећај угодностиугодности уунекомнеком просторупростору -- ваздушниваздушни ии топлотнитоплотни комфоркомфор!!

оптималнооптимално: : t=20t=20--2525ooCCрелативнарелативна влажноствлажност ваздухаваздуха 5050--60%60%

12

ЗначајнеЗначајне појавепојаве којекоје сесе везујувезују зазаприсуствоприсуство воденеводене парепаре уу ваздухуваздуху ии / / илиили грађевинскимграђевинским конструкцијамаконструкцијама::

1.1. ДифузијаДифузија воденеводене парепаре

2.2. КондензацијаКондензација



ДифузијаДифузија –– процеспроцес уу физицифизици токомтоком којегкојег сесематеријалматеријал преносипреноси изиз једногједног просторапростора уу другидруги каокаопоследицапоследица случајногслучајног кретањакретања молекуламолекула = = тежњатежњакака уједначавањууједначавању концентрацијеконцентрације материјематерије наначитавомчитавом просторупростору уу којемкојем сесе онаона налазиналази..

ДифузијаДифузија воденеводене парепаре –– појавапојава кретањакретањамолекуламолекула воденеводене парепаре саса местаместа већевећеконцентрацијеконцентрације кака местуместу мањемањеконцентрацијеконцентрације, , саса тежњомтежњом дада онаона постанепостанеравномернаравномерна..

13


НачиниНачини одвијањаодвијања процесапроцеса дифузиједифузијеводеневодене парепаре::

1.1. слободнослободно2.2. крозкроз порознепорозне мембранемембране3.3. крозкроз слободнуслободну површинуповршину течноститечности ((појавапојава

растварањарастварања гасовагасова уу течностиматечностима))


•• уколикоуколико сусу паропропустљивипаропропустљиви, , грађевинскиграђевинскиматеријалиматеријали сесе понашајупонашају каокао порознепорозне мембранемембране

кретањекретање воденеводене парепаре крозкроз мембранумембрану приликомприликомдифузиједифузије –– одод гушћегушће кака ређојређој срединисредини

ЈУСЈУС дефинишедефинише дифузијудифузију воденеводене парепаре каокаострујањеструјање воденеводене парепаре крозкроз некинеки преграднипреградниелементелемент илиили материјалматеријал уследуслед разликеразликеконцентрацијеконцентрације воденеводене парепаре, , односноодносно уследуследразликеразлике парцијалнихпарцијалних притисакапритисака воденеводене парепаре

14


уу нашимнашим климатскимклиматским условимаусловима, , карактеристичнакарактеристична јеједифузијадифузија воденеводене парепаре крозкроз елементеелементе ии материјалематеријалеспољногспољног омотачаомотача објектаобјекта уу зимскимзимским условимаусловима..

правацправац кретањакретања молекуламолекула воденеводене парепаре((зимизими))

унутраунутра спољаспоља

пројектнапројектна температуратемпература +20+20ооCC

релативнарелативна влажноствлажност 60%60%

парцијалнипарцијални притисакпритисак 1,402 1,402 KPaKPa

(II (II климатскаклиматска зоназона))

пројектнапројектна температуратемпература --55ооCC

релативнарелативна влажноствлажност 990%0%

парцијалнипарцијални притисакпритисак 0,3610,361 KPaKPa


премапрема стандардустандарду, , прорачунпрорачун дифузиједифузије воденеводенепарепаре вршиврши сесе заза спољашњеспољашње грађевинскеграђевинскепреградепреграде, , каокао ии заза грађевинскеграђевинске преградепреграде кодкодкојихкојих јеје разликаразлика парцијалнихпарцијалних притисакапритисака саса обеобестранестране преградепреграде већавећа одод 500500KPaKPa

15

ПараметриПараметри дифузиједифузије воденеводенепарепаре

a.a. QQmm -- количинаколичина дифундованедифундоване воденеводене парепарекрозкроз некунеку површинуповршину AA

односноодносно

δδ –– коефицијенткоефицијент проводљивостипроводљивости воденеводене парепареколичинаколичина воденеводене парепаре уу kgkg којакоја заза једанједан часчаспрођепрође крозкроз материјалматеријал јединичнејединичне површинеповршине иидебљинедебљине, , акоако јеје разликаразлика уу концентрацијиконцентрацији парепаренана различитимразличитим површинамаповршинама материјаламатеријала 1KPa1KPa

dpA

mQ∆⋅τ⋅⋅

=∆δ

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⋅⋅∆⋅⋅

⋅=

KPahmkg

pA

dmQ

∆τ δ


b.b. φφmm -- дифузијскидифузијски протокпроток илиили флуксфлукс воденеводене парепареколичинаколичина воденеводене парепаре којакоја уу јединицијединици временавременапрођепрође крозкроз некунеку површинуповршину ((брзинабрзина дифузиједифузије))

c.c. ggmm ((qqmm)) –– густинагустина дифузијскогдифузијског протокапротокамасамаса воденеводене парепаре којакоја сесе уу јединицијединици временавременадифундуједифундује уу смерусмеру управномуправном нана јединицујединицу површинеповршине

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=

τ∆ϕ =

hkgQm

m

( ) ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⋅=

hmkg

Aφ

qg 2m

mm

16


d.d. ∆∆ –– коефицијенткоефицијент пропустљивостипропустљивости воденеводене парепареспецифичанспецифичан протокпроток воденеводене парепаре крозкроз некинеки елементелементдебљинедебљине d d уколикоуколико постојипостоји јединичнајединична разликаразликапарцијалнихпарцијалних притисакапритисака саса његовихњегових двејудвеју странастрана

отпоротпор дифузијидифузији ((аналогијааналогија саса провођењемпровођењем топлотетоплоте))

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⋅⋅=

∆=

δ=∆

KPahmkg

pg

dm

2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ ⋅⋅=

∆=

∆ kgKPahm

gp

m

21


какокако јеје отпоротпор прелазапрелаза воденеводене парепаре веомавеома малимали, , занемарујезанемарује сесе, , папа јеје отпоротпор дифузијскокмдифузијскокм пролазупролазуједнакједнак отпоруотпору дифузијскедифузијске пропустљивостипропустљивости воденеводенепарепаре

e.e. kkDD –– коефицијенткоефицијент пролазапролаза воденеводене парепаре крозкрозграђевинскиграђевински елементелемент

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⋅⋅=∆=

KPahmkg

kD 2

17


f.f. коефицијенткоефицијент ((факторфактор) ) отпораотпора дифузијидифузији воденеводенепарепаре –– µµ

својствосвојство некогнеког материјаламатеријала!!!!!!!!

g.g. релативнирелативни ((еквивалентниеквивалентни) ) дифузнидифузни отпоротпор воденеводенепарепаре = = дебљинадебљина ваздушногваздушног слојаслоја истеисте вредностивредностиотпораотпора -- rr

својствосвојство конструкцијеконструкције!!!!!!!!

δδ

µ z=

[ ]mdr ⋅= µ


ДифузијаДифузија нене изазиваизазива штетнештетне последицепоследицепопо грађевинскеграђевинске елементеелементе ии материјалематеријалесвесве докдок јеје смерсмер дифузијскогдифузијског кретањакретањанепроменљивнепроменљив ((стационаранстационаран),), осимосимуколикоуколико нијеније дошлодошло додо кондензацијекондензацијеводеневодене парепаре..

КондензацијаКондензација сесе јављајавља::••кадакада јеје ваздухваздух засићензасићен аа дођедође додо даљегдаљег додавањадодавањаводеневодене парепаре••кадакада сесе засићенизасићени ваздухваздух охладиохлади

18

ВлажностВлажност ваздухаваздуха –– појампојам иипараметрипараметри

ВлажностВлажност ваздухаваздуха -- количинаколичина водеводе уу обликуоблику воденеводене парепаре ууваздухуваздуху којакоја јеје увекувек условљенаусловљенатемпературомтемпературом..

ПараметриПараметри којикоји дефинишудефинишу влажноствлажност ваздухаваздуха::

РелативнаРелативна влажноствлажност ваздухаваздуха –– односоднос стварнестварне количинеколичиневоденеводене парепаре уу 11mm33 ваздухаваздуха..

pp’’притисакпритисак засићењазасићењаMMвлажноствлажност засићењазасићења

ppпарцијалнипарцијални притисакпритисакводеневодене парепареmmапсолутнаапсолутна влажноствлажност

[ ] [ ]%%'p

pMm

==ϕ

ВлажностВлажност ваздухаваздуха –– појампојам иипараметрипараметри

ТачкаТачка росеросе -- температуратемпература нана којојкојој одређенаодређена количинаколичинаводеневодене парепаре представљапредставља влажноствлажност засићењазасићења..

ОдносОднос измеђуизмеђу температуретемпературе ии количинеколичине воденеводене парепаре ((њеногњеногпарцијалногпарцијалног притискапритиска) ) јеје управоуправо пропорционаланпропорционалан!!!!!!

19

ПоследицеПоследице дифузиједифузије уу грађевинскимграђевинскимелементимаелементима ии материјалимаматеријалима

УУ конкретномконкретном разматрањуразматрању феноменафеноменадифузиједифузије ии њенихњених последицапоследица, , битнобитноутврдитиутврдити:: дада лили ћеће додо кондензацијекондензације уу некомнекомматеријалуматеријалу доћидоћи,, односноодносно, , уколикоуколико додо њењедођедође,, нана којимкојим сесе местимаместима онаона јављајавља..

((дефинисанодефинисано стандардимастандардима ии прорачунимапрорачунима JUS.U.J5.600JUS.U.J5.600 ––ТехничкиТехнички условиуслови заза пројектовањепројектовање ии грађењеграђење зградазграда (1998)(1998), , JUS.U.J5.520JUS.U.J5.520 –– ПрорачунПрорачун дифузиједифузије воденеводене парепаре уу зградамазградама(1997)(1997)))

ПроблемиПроблеми дифузиједифузије ии кондензацијекондензације воденеводенепарепаре уу директнојдиректној спрезиспрези сасапаропропустљивошћупаропропустљивошћу материјаламатеријала!!!!!!


стандардстандард нене дозвољавадозвољава површинскуповршинскукондензацијукондензацију заза датедате унутрашњеунутрашње пројектнепројектнеусловеуслове ии условеуслове уу спољнојспољној срединисредини

кондензацијакондензација уу унутрашњостиунутрашњости конструкцијеконструкцијејеје дозвољенадозвољена подпод условомусловом дада јеје: :

времевреме потребнопотребно заза њеноњено исушењеисушење мањемање ододдопуштеногдопуштеног временавремена потребногпотребног заза исушењеисушењеконструкцијеконструкције ((премапрема табелитабели уу стандардустандарду))укупнаукупна масенамасена влажноствлажност мањамања одод највећенајвећедозвољенедозвољене влажностивлажности заза материјалматеријал уу комекоме јејенасталанастала кондензацијакондензација

20

НеопходниНеопходни корацикораци заза утврђивањеутврђивањепостојањапостојања ии местаместа кондензацијекондензације

унутарунутар конструкцијеконструкције

1.1. утврдитиутврдити релевантнерелевантне податкеподатке заза реалнереалнеклиматскеклиматске условеуслове ии одговарајућуодговарајућу наменунаменуобјектаобјекта

ttii’’= 20= 20ooC, i C, i φφii = 60%= 60%

606060Број дана влажења

909090Спољашња релативна влажност

-10-55Спољашња температура

IIIIIIГрађевинска климатска зона



2.2. одредитиодредити падпад температуретемпературе крозкроз елементелемент

3.3. заза свакусваку одод дефинисанихдефинисаних температуратемпература, , утврдитиутврдити притискепритиске засићењазасићења ((премапрематабелитабели изиз стандардастандарда))

jk

ei RR

TTΤ ⋅

−=j∆

21


унутарунутар конструкцијеконструкције4.4. полазећиполазећи одод пројектнихпројектних условауслова уу погледупогледу

унутрашњихунутрашњих ии спољашњихспољашњих температуратемпература иирелативнерелативне влажностивлажности ваздухаваздуха саса једнеједне ии другедругестранестране омотачаомотача, , рачунскирачунски ии графичкиграфички утврдитиутврдитипарцијалнипарцијални притисакпритисак крозкроз грађевинскиграђевински елементелемент

5.5. израчунатиизрачунати вредностивредности еквивалентнееквивалентне дебљинедебљине

∑∆

= n

j

m

r

pg

1

ei ppp −=∆

[ ]mdr iii µ⋅=

jnj rr

pp ⋅

∆=∆

∑1



6.6. утврдитиутврдити дијаграмдијаграм дифузиједифузије

22


КарактеристичниКарактеристичнислучајевислучајеви појавепојаведифузиједифузије ууграђевинскимграђевинскимконструкцијамаконструкцијама::

1.1. безбез кондензаконденза уу посматраномпосматраномелементуелементу / / конструкцијиконструкцији

2.2. кондензконденз уу равниравникондензацијекондензације

3.3. кондензконденз уу зонизони кондензацијекондензације



7.7. израчунатиизрачунати вредностивредности дифузионогдифузионогпротокапротока воденеводене парепаре ggzzпрорачунпрорачун базиранбазиран нана стационарнојстационарнојдифузијидифузији крозкроз преградупреграду припридефинисанимдефинисаним граничнимграничним условимаусловима

случајслучај 11

( )⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⋅−⋅⋅

=∑−

hmkg

rpp,

g eiz 2

610670

23




⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⋅⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ −−

−⋅= −

hmkg

rpp

rpp

,g "e

'k

'

'ki

z 2610670




0,67 x 100,67 x 10--66 -- средњасредња вредноствредностдифузионедифузионе константеконстанте заза дифузијудифузијуводеневодене парепаре крозкроз ваздухваздух зазаинтервалинтервал одод ––2020ooC C ддo 30o 30ooCC

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⋅⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ −−

−⋅= −

hmkg

rpp

rpp

,g "e

'k

'

'ki

z 221610670

24



8.8. уу случајуслучају постојањапостојања кондензатакондензата ((случајевислучајеви 2 2 ии 3) 3) израчунатиизрачунати масумасу кондензатакондензата попојединицијединици површинеповршине уу токутоку ““zz”” данаданакондензацијекондензације

zz = = 60 60 данадана премапрема табелитабели

gg’’zz = g= gzz x 24 x z [kg/mx 24 x z [kg/m22]]


унутарунутар конструкцијеконструкције9.9. израчунатиизрачунати масенумасену влажноствлажност материјаламатеријала

уследуслед кондензацијекондензације XXdifdif’’ [%][%]

XXdifdif’’= (g= (gzz’’ x 100) / (dx 100) / (drr x x ρρoo) [%]) [%]

ddrr-- рачунскарачунска дебљинадебљина преградепреграде уу комекоме сесекондензовалакондензовала воденаводена парапара [m][m]

ρρoo-- запреминсказапреминска масамаса материјаламатеријала слојаслоја преградепреграде ууисушеномисушеном стањустању [kg/m[kg/m33]]

25


унутарунутар конструкцијеконструкциједозвољенедозвољене вредностивредности засићеностизасићености влагомвлагом::укупнаукупна масенамасена влажноствлажност материјаламатеријала

XX’’ukuk = X= X‘‘rr + X+ X‘‘difdif << XX‘‘maxmax

XXrr’’ просечнапросечна рачунскарачунска масенамасена влажноствлажностматеријаламатеријала премапрема табелитабели изиз стандардастандарда

XX‘‘maxmax = X= X‘‘rr + X+ X‘‘dif,maxdif,max

XX‘‘dif,maxdif,max = (q= (qmaxmax x 100) / (dx 100) / (drr x x ρρoo) [%] ) [%] qqmaxmax максималнамаксимална дозвољенадозвољена количинаколичина

кондензованекондензоване воденеводене парепаре уу конструкцијиконструкцијинана завршеткузавршетку дифузиједифузије



ddrr

qqmaxmax

каокао дебљинадебљина датогдатог материјаламатеријала, , алиали нене већевеће одод 0,070,07

осталиостали материјалиматеријали

0,050,05опекаопека

0,020,02гасгас илиили пенопено бетонбетон, , илиили бетонбетон саса лакимлаким агрегатимаагрегатима

ddrr -- рачунскарачунска дебљинадебљина [m][m]врставрста материјаламатеријала

0,03xd0,03xdrrxxρρ00материјалиматеријали нана базибази дрветадрвета

0,05xd0,05xdrrxxρρ00дрвенедрвене конструкцијеконструкције

0,50,5кондензацијакондензација нана додирнимдодирним површинамаповршинама слојеваслојева((једанједан слојслој безбез могућностимогућности преузимањапреузимања влагевлаге))

1,01,0општиопшти случајслучај

qqmaxmax [kg/m[kg/m22]]карактеристичанкарактеристичан случајслучај

26


унутарунутар конструкцијеконструкције10.10. прорачунатипрорачунати густинугустину дифузионогдифузионог протокапротока уследуслед исушењаисушења

конструкцијеконструкцијеслучајслучај 1 1 –– нијеније билобило кондензатакондензата папа неманема исушењаисушењаслучајслучај 22

ggII = 0,67 x 10= 0,67 x 10--66 [([(pp’’kk -- ppii) / r) / r’’ + (+ (pp’’kk –– pp’’ee) / r) / r””] [kg/m] [kg/m22h] h] случајслучај 33

ggII = = ggI,iI,i + + ggI,eI,e [kg/m[kg/m22h] h]

ggI,iI,i = 0,67 x 10= 0,67 x 10--66 x [(x [(pp’’kk –– pp11) / (r) / (r’’ + 0,5 + 0,5 rrzz)] [kg/m)] [kg/m22h]h]ggI,eI,e = 0,67 x 10= 0,67 x 10--6 6 x [(x [(pp’’kk -- ppee) / ( 0,5 ) / ( 0,5 rrzz + r+ r””)] [kg/m)] [kg/m22h] h]



11.11. прорачунатипрорачунати времевреме потребногпотребног исушењаисушењаграђевинскеграђевинске конструкцијеконструкције

zzii <= <= zzidozidoz

zzii = 1,3 = 1,3 gg’’zz / (24 / (24 ggii) [) [дандан]]дозвољенодозвољено времевреме исушењаисушења конструкцијеконструкције уу данимаданимапопо грађевинскимграђевинским зонамазонама

ttii = t= tee = 18= 18ooC, C, φφii = = φφee = 65= 65 %%

6090120Дозвољено време исушења конструкције токомлетњег раздобља

IIIIIIКлиматска зона

27

ДифузијаДифузија ии кондензацијакондензација воденеводене парепареМогућеМогуће негативненегативне последицепоследице

кондензацијекондензације::•паронепропусни површинскислојеви - површинскакондензација, појава рошења

•паропропусни (порозни) површински слојеви -капиларно упијање, влажење, појава буђи

•појава ‘видних спојница’ коднедовољно изолованих зиданихконструкција

•смањење термоизолационихкарактеристика материјала

ДифузијаДифузија ии кондензацијакондензација воденеводене парепареМогућеМогуће негативненегативне последицепоследице

кондензацијекондензације::

•оштећења паронепропуснихслојева фасаде

•оштећења слојева равног крова

28

ДифузијаДифузија ии кондензацијакондензација воденеводене парепареСпречавањеСпречавање негативнихнегативних последицапоследица дифузиједифузије / /

кондензацијекондензацијеДеловањемДеловањем нана::температурутемпературу -- повећањемповећањем температуретемпературе унутрашњихунутрашњих површинаповршинапреградапреградастепенстепен релативнерелативне влажностивлажности -- ограничавањемограничавањем испаравањаиспаравања илиилиинтензивирањеминтензивирањем проветравањапроветравањамогућностмогућност дифузиједифузије воденеводене парепаре -- постављањемпостављањемпаронепропуснихпаронепропусних слојеваслојева, , ии контроломконтролом извођењаизвођења воденеводене парепареизиз конструкцијеконструкције

ДифузијаДифузија ии кондензацијакондензација воденеводене парепареСпречавањеСпречавање негативнихнегативних последицапоследица дифузиједифузије / /

кондензацијекондензације

заза нашенаше климатскеклиматске условеуслове, , каокао општеопште начелоначелозаза решавањерешавање проблемапроблема дифузиједифузије воденеводене парепарекодкод вишеслојнихвишеслојних елеменатаелемената важиважи дада::

ОТПОРОТПОР ПРОЛАЗУПРОЛАЗУ ТОПЛОТЕТОПЛОТЕ СВИХСВИХ СЛОЈЕВАСЛОЈЕВАТРЕБАТРЕБА ДАДА РАСТЕРАСТЕ ИДУЋИИДУЋИ ОДОД УНУТРАУНУТРА ПРЕМАПРЕМАСПОЉАСПОЉА, , АА ДАДА ИСТОВРЕМЕНОИСТОВРЕМЕНО ОТПОРИОТПОРИДИФУЗИЈИДИФУЗИЈИ ВОДЕНЕВОДЕНЕ ПАРЕПАРЕ ОПАДАЈУОПАДАЈУ ОДОДУНУТРАУНУТРА ПРЕМАПРЕМА СПОЉАСПОЉА

Documents

03-toplota, vodena para__ARHITEKTONSKA FIZIKA_predavanje_Arhitektonski fakultet u Beogradu