Difuzija vodne pare skozi stene in kapilarni dvig

1. Difuzijski tok vodne pare skozi steno lahko zapisemo:

j = −A

µ

dpv

dx,

kjer je µ difuzijska upornost (Medved, oz. koeficient paropropustnosti(Kunic)). Izracunajte koeficient A v enotah g

kPa·m·h pri temperaturi10 ◦C, ce je difuzijski koeficient za mirujoci zrak pri 10 ◦C Dv = 0,236 cm2/s!Pri difuziji vode skozi snov, ki ni zrak, vzamemo, da je difuzijski koe-ficient enak Dv

µ.

Resitev: Difuzijska enacba j = −Dv

µdρdx

. Zamenjamo ρ = p MR T

in dobimoA = 0,65 g

kPa·m·h .

Tabela: Difuzijske upornosti µ za razlicne snovi (Medved, Kozuh).

snov µPVC folije 10.000 - 42.000les 70beton 30opeka 7stiropor 35steklena volna 2celulozna toplotna izolacija 1

2. Imamo steno iz opeke (µ = 7) debeline 30 cm. Naj bo temperaturav prostoru 22 ◦C (pn = 2630 Pa) in vlaznost 80%, zunaj pa -10 ◦C(pn = 295 Pa) in 90% vlaznost.

• Koliko vode preide skozi 20m2 stene v 5 urah, ko je dosezenostacionarno stanje?

Parni tlak na notranji povrsini stene je p1 = 0,8 · 2630 Pa =2014 Pa.Parni tlak na zunanji povrsini stene je p2 = 0,9 · 295 Pa = 266 Pa.Gostota difuzijskega toka je j = − dp

dR= A p1−p2

µ l1= 0,54 g

m2 h.

• Narisite potek temperature in tlaka vodne pare skozi steno! Upostevajmo,da je dosezeno stacionarno stanje in ne upostevajmo termicnihmejnih plasti.

• Na isti graf narisimo se potek nasicenega parnega tlaka vode vodvisnosti od globine v steni! V kateri globini v steni se zacnekondenzirati vlaga?

• Koliksna bi morala biti relativna vlaznost v prostoru, da se v stenine bi kondenzirala vlaga?

• Kako se spremenijo razmere, ce steno oblozimo s stiroporom de-beline 10 cm? Za stiropor vzemimo, da je µ = 35. Vlaznosti vprostoru in zunaj naj bojo znova 80% in 100%.

j = − dpdR

, kjer je dR = µ dxA

. R1 = µ1 l1A

= 3,23 kPam2 h/g, R2 =µ2 l2

A= 5,38 kPam2 h/g, Rskupni = 8,61 kPam2 h/g. Potem je j =

∆pv

Rskupni= 0,21 g/(m2 h). Potem izracunamo se ∆p1 = 675 Pa in

∆p2. V vsaki plasti je potek linearen.

3. Kapilarno navlazevanje gradbenih snovi (Medved: Gradbena fizika)

Dolocite vlaznost v in masno vlaznost u v betonskem zidu gostote2000 kg/m3 (vodocementno razmerje 0,7) po 6 mesecih navlazevanjas kapilarnim srkom iz podtalnice! (Zanemarimo, da se v tem casu zidtudi susi!).

Resitev:Visina navlazenja zaradi kapilarnega srka je hkap = B

√t. To je em-

piricna formula, ki pa ne velja za poljubno dolge case. Koeficient vdoravode 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 kgm2 s1/2 .

Zato je kolicina kapljevine v konstrukciji enaka ms = A√

t. Enota[ms] = kg

m2 . Dobimo ms = 118 kg/m2.

Vlaznost gradbene snovi v je razmerje med maso vsrkane vode in pros-tornino zidu (V = S h), v kateri je vsrkana voda porazdeljena:

v =m

V=

ms S

hS=

ms

H= 100 kg/m3 .

Masna vlaznost je u = vρbeton

= 5 %.

Se nekaj podatkov za koeficient B

snov B [ ms1/2 ]

opeka 1,4 · 10−3

beton (V/C = 0,3) 0,1 · 10−3

apnena malta 1 · 10−3

Pri gradbenih konstrukcijah mora biti kapilarni prenos vode iz tal vceloti preprecen.

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 voidsover 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. Obicajno (glej clanekChristopher Hall and William D Hoff) okoli 85% lukenj lahko zapolnivoda.