Kondensacja powierzchniowa pary wodnej/czynnik temperaturowy

Katedra Dróg, Mostów i Materiałów Budowlanych
Zakład Materiałów Budowlanych i Fizyki Budowli
LABORATORIUM – ZAGADNIENIA WSPÓŁCZESNEJ FIZYKI BUDOWLI
KONDENSACJA POWIERZCHNIOWA PARY WODNEJ
Kondensacja pary wodnej na powierzchni przegrody
jest zjawiskiem niekorzystnym z uwagi na ryzyko
rozwoju grzybów pleśniowych, których zarodniki
wpływają niekorzystnie na organizm ludzki.
Dodatkowo zawilgocenie przyspiesza degradację
warstw wykończeniowych przegrody, przyczyniając
się do spadku ich trwałości. Na możliwość
wystąpienia kondensacji powierzchniowej wpływają
następujące
czynniki:
warunki
zewnętrzne
(temperatura, wilgotność powietrza), jakość
termiczna obudowy budynku (współczynnik
przenikania ciepła, występowanie mostków
termicznych), parametry powietrza wewnętrznego,
ciągłość ogrzewania pomieszczenia.
Temperatura punktu rosy
W polskich przepisach przez wiele lat istniało
wymaganie, aby wartość temperatury powierzchni
przegród była wyższa o 1K od punktu rosy ts
powietrza w pomieszczeniu.
ϑ1 ≥ (ts + 1)
(1)
Temperatura punktu rosy to temperatura, przy
której przy danym ciśnieniu cząstkowym pary
wodnej nastąpi proces skraplania. Wartość tę
wyznacza się jako temperaturę odpowiadającą
ciśnieniu pary wodnej nasyconej pni równemu
wartości ciśnienia cząstkowego pary wodnej w
pomieszczeniu pi.
Bezwymiarowy czynnik temperaturowy
Ostrzejsze kryterium oceny jakości cieplnej z uwagi
na ryzyko kondensacji powierzchniowej zostało
zawarte w PN-EN ISO 13788:
fRsi ≥ fRsi min
(2)
Jakość termiczna elementu obudowy budynku może
być scharakteryzowana poprzez bezwymiarowy
czynnik temperaturowy:
fRsi = (ϑ1- te)/ (ti – te)
(3)
Zgodnie z zaleceniami Zakładu Fizyki Cieplnej w
odniesieniu do budynków mieszkalnych minimalną
wartość
czynnika temperaturowego można
przyjmować na poziomie fRsi min =0,72.
Obliczanie rozkładu temperatury w przegrodzie
W wyniku przepływu strumienia cieplnego o
gęstości
q = U(ti – te) na poszczególnych oporach cieplnych
powstają spadki temperatury, będące iloczynami
gęstości strumienia cieplnego i wartości oporów
cieplnych.
Stąd temperatura powierzchni wewnętrznej
przegrody:
ϑ1 = ti – U·Rsi·(ti – te)
(4)
gdzie:
ti – temperatura powietrza wewnętrznego
te – temperatura powietrza zewnętrznego
ϑi – temperatura przegrody po stronie wewnętrznej
Rsi – współczynnik przejmowania ciepła po stronie
wewnętrznej
Ćwiczenie
1. Zmierzyć temperaturę ti i wilgotność względną
ϕ powietrza wewnętrznego przy pomocy
urządzenia wielofunkcyjnego TESTO.
2. Określić ciśnienie cząstkowe pary wodnej pi w
warunkach rzeczywistych (dołączone tabele).
3. Znając rzeczywiste ciśnienie cząstkowe pary
wodnej pi wyznaczyć na podstawie tablic
temperaturę punktu rosy.
4. Za pomocą pirometru pomierzyć temperaturę
przegród zewnętrznych ϑ (należy znaleźć
najniższą temperaturę) i sprawdzić warunek
„punktu rosy” (1).
5. Oszacować współczynnik przenikania ciepła
przegrody
na
podstawie
znajomości
następujących
parametrów:
temperatura
powietrza
wewnętrznego,
temperatura
powietrza
zewnętrznego,
temperatura
przegrody (przekształcić wzór (4)).
6. Wyznaczyć
temperaturę
powietrza
zewnętrznego, przy której przegroda osiągnie
temperaturę punktu rosy (przekształcić wzór
(4)).
7. Sprawdzić warunek minimalnej wartości
czynnika temperaturowego (2).
Katedra Dróg, Mostów i Materiałów Budowlanych
Zakład Materiałów Budowlanych i Fizyki Budowli
LABORATORIUM – ZAGADNIENIA WSPÓŁCZESNEJ FIZYKI BUDOWLI
KONDENSACJA POWIERZCHNIOWA PARY WODNEJ
Tabela 1.
Temperatura powierza
wewnętrznego ti [oC]
Wilgotność względna
powietrza φ[%]
Ciśnienie cząstkowe
pary wodnej nasyconej
pni [hPa]
Ciśnienie cząstkowe pary
wodnej w pomieszczeniu
pi [hPa]
Temperatura punktu rosy ts: ………………
Najniższa temperatura przegrody zewnętrznej: ………………………….
Sprawdzenie warunku punktu rosy
…………………………………………………………………………………………..
Tabela 2.
Temperatura
powierza
wewnętrznego ti
[oC]
Temperatura
powierza
zewnętrznego te
[oC]
Temperatura
przegrody po
stronie
wewnętrznej ϑ1
[oC]
Współczynnik
przejmowania
ciepła po stronie
wewnętrznej Rsi
[m2K/W]
Szacunkowy
współczynnik
przenikania ciepła
U
[W(m2K)]
Temperatura powietrza zewnętrznego, przy której zostanie osiągnięty punkt rosy
przegrody:
………………………………………………………………………………………………………..
Czynnik temperaturowy fRsi: …………………
Sprawdzenie warunku czynnika temperaturowego
…………………………………………………………………………………………..