Difuzija vodne pare skozi stene in kapilarni dvig 1. Difuzijski tok vodne pare skozi steno lahko zapiˇsemo: j=− A dpv , µ dx kjer je µ difuzijska upornost (Medved, oz. koeficient paropropustnosti g (Kuniˇc)). Izraˇcunajte koeficient A v enotah kPa·m·h pri temperaturi 10 ◦ C, ˇce je difuzijski koeficient za mirujoˇci zrak pri 10 ◦ C Dv = 0,236 cm2 /s! Pri difuziji vode skozi snov, ki ni zrak, vzamemo, da je difuzijski koeficient enak Dv . µ Reˇsitev: Difuzijska enaˇcba j = − Dµv g A = 0,65 kPa·m·h . dρ . dx Zamenjamo ρ = pM RT in dobimo Tabela: Difuzijske upornosti µ za razliˇcne snovi (Medved, Koˇzuh). snov PVC folije les beton opeka stiropor steklena volna celulozna toplotna izolacija µ 10.000 - 42.000 70 30 7 35 2 1 2. Imamo steno iz opeke (µ = 7) debeline 30 cm. Naj bo temperatura v prostoru 22 ◦ C (pn = 2630 Pa) in vlaˇznost 80 %, zunaj pa -10 ◦ C (pn = 295 Pa) in 90 % vlaˇznost. • Koliko vode preide skozi 20 m2 stene v 5 urah, ko je doseˇzeno stacionarno stanje? Parni tlak na notranji povrˇsini stene je p1 = 0,8 · 2630 Pa = 2014 Pa. Parni tlak na zunanji povrˇsini stene je p2 = 0,9 · 295 Pa = 266 Pa. dp 2 = A p1µ−p = 0,54 mg2 h . Gostota difuzijskega toka je j = − dR l1 • Nariˇsite potek temperature in tlaka vodne pare skozi steno! Upoˇstevajmo, da je doseˇzeno stacionarno stanje in ne upoˇstevajmo termiˇcnih mejnih plasti. • Na isti graf nariˇsimo ˇse potek nasiˇcenega parnega tlaka vode v odvisnosti od globine v steni! V kateri globini v steni se zaˇcne kondenzirati vlaga? • Kolikˇsna bi morala biti relativna vlaˇznost v prostoru, da se v steni ne bi kondenzirala vlaga? • Kako se spremenijo razmere, ˇce steno obloˇzimo s stiroporom debeline 10 cm? Za stiropor vzemimo, da je µ = 35. Vlaˇznosti v prostoru in zunaj naj bojo znova 80 % in 100 %. dp j = − dR , kjer je dR = µAdx . R1 = µ1Al1 = 3,23 kPa m2 h/g, R2 = µ2 l2 = 5,38 kPa m2 h/g, Rskupni = 8,61 kPa m2 h/g. Potem je j = A ∆pv = 0,21 g/(m2 h). Potem izraˇcunamo ˇse ∆p1 = 675 Pa in Rskupni ∆p2 . V vsaki plasti je potek linearen. 3. Kapilarno navlaˇ zevanje gradbenih snovi (Medved: Gradbena fizika) Doloˇcite vlaˇznost v in masno vlaˇznost u v betonskem zidu gostote 2000 kg/m3 (vodocementno razmerje 0,7) po 6 mesecih navlaˇzevanja s kapilarnim srkom iz podtalnice! (Zanemarimo, da se v tem ˇcasu zid tudi suˇsi!). Reˇ sitev: √ Viˇsina navlaˇzenja zaradi kapilarnega srka je hkap = B t. To je empiriˇcna formula, ki pa ne velja za poljubno dolge ˇcase. Koeficient vdora vode B je za beton okoli 0,3 · 10−3 m/s1/2 . Dobimo h = 1,2 m. Sorpcijski koeficient vode A za omenjeni beton (V/C = 0,7) je 0,03 m2kgs1/2 . √ Zato je koliˇcina kapljevine v konstrukciji enaka ms = A t. Enota [ms ] = mkg2 . Dobimo ms = 118 kg/m2 . Vlaˇznost gradbene snovi v je razmerje med maso vsrkane vode in prostornino zidu (V = S h), v kateri je vsrkana voda porazdeljena: v= m ms S ms = = = 100 kg/m3 . V hS H Masna vlaˇznost je u = v ρbeton = 5 %. ˇ nekaj podatkov za koeficient B Se m snov B [ s1/2 ] −3 opeka 1,4 · 10 beton (V/C = 0,3) 0,1 · 10−3 apnena malta 1 · 10−3 Pri gradbenih konstrukcijah mora biti kapilarni prenos vode iz tal v celoti prepreˇcen. Poroznost Wiki: Porosity or void fraction is a measure of the void (i.e., ”empty”) spaces in a material, and is a fraction of the volume of voids over the total volume, between 0–1, or as a percentage between 0–100 %. The term is used in multiple fields including pharmaceutics, ceramics, metallurgy, materials, manufacturing, earth sciences and construction. Pomembna, koliko vode lahko sprejme material. Obiˇcajno (glej ˇclanek Christopher Hall and William D Hoff) okoli 85 % lukenj lahko zapolni voda.