В категории: Брой 1-2/2002, Ремонти, Строителство, Топлоизолация

Овлажняване на стените поради кондензно оросяване. Предотвратяване с топлоизолация YTONG.

 

Инж. Бойко Пенев,

ръководител на отдел „Приложна техника“, „Ксела България“ ЕООД

 

Въздухът представлява еднородна смес от газове. Освен азот, кислород, благородни газове (главно аргон), въглероден двуокис и водород, той съдържа и разтворени водни пари. В естествени условия тяхното количество се променя непрекъснато. Те постъпват в атмосферата при изпаряване на влага от почвата и водните басейни или в резултат на човешка дейност. Циклоните и антициклоните, от своя страна, пренасят огромни въздушни маси с различно влагосъдържание от едно място на друго.

Максималното количество вода в газообразен вид, което може да се разтвори при нормално атмосферно налягане в 1 m3 въздух, зависи от неговата температура и е от особено значение при изследването на явлението кондензно оросяване. То се нарича концентрация на насищане. Когато тя се надвиши, излишната вода се отделя от преситения разтвор във вид на фина мъгла. Разтворимостта на водната пара във въздуха нараства с повишаването на температурата. При 0 °С, например, концентрацията на насищане е 4,9 g вода на 1 m³ въздух, при 10 °С – 9,3 g, а при 20 °С – 17,4 g.

 

Влажността на въздуха се изразява по два начина:

1. Чрез количеството вода в газообразно състояние, представено в тегловни единици (обикновено грамове), което се съдържа разтворено в 1 m³ въздух. Тази влажност се нарича „абсолютна”.

2. Чрез процентното съотношение между количеството вода в газообразно състояние, което се съдържа разтворено в 1 m3 въздух и максималното количество, което може да се разтвори в 1 m3 въздух, всъщност това е концентрацията на насищане при определена температура. Представената по този начин влажност се нарича „относителна”.

Въздух с една и съща абсолютна влажност при различни температури ще има различна относителна влажност. Това се дължи на промяната на концентрацията на насищане при промяна на температурата. Въздух с абсолютна влажност 7,0 g/m³ при 20 °С има относителна влажност: 7,0/17,4=40% (17,40 g/m³ е концентрацията на насищане на водната пара, разтворена във въздуха при 20 °С).

Охлаждането на същия въздух до 10 °С не променя абсолютната му влажност, но концентрацията на насищане при тази температура е 9,3 g/m³ и относителната му влажност ще бъде: 7,0/9,3=75%.

С по-нататъшното понижаване на температурата относителната влажност ще продължи да нараства (вследствие на намаляването на концентрацията на насищане и неизменността на абсолютната влажност). В един момент (в случая при 5,3 °С) влагосъдържанието на въздуха ще се изравни с максималното количество водна пара, която може да се разтвори в него и относителната влажност ще достигне 100%. Ако продължим охлаждането, разтворът от въздух и водни пари (в който въздухът е разтворител, а парите разтворимо вещество) ще се пресити и излишната вода ще започне да се отделя от него. При 0 °С тя ще бъде 2,2 g, толкова, колкото е разликата между абсолютната влажност (7,0 g/m3)и концентрацията на насищане (4,8 g/m3). Поведението на взетия за пример разтвор на водни пари във въздух, описано дотук, е изразено графично на фиг. 1.

Затоплянето на въздуха е свързано с обратните процеси. Неговата способност да разтваря водни пари нараства и концентрацията на насищане се увеличава, а абсолютната влажност си остава същата. Вследствие на това относителната влажност намалява.

Температурата, при която в процеса на охлаждане съдържанието на водни пари във въздуха се изравнява с концентрацията на насищане (т. е. относителната влажност става 100 %), се нарича температура на оросяване. С достигането u започва отделянето на вода в газообразен вид от разтвора и кондензирането u по различни повърхности, които са в контакт с въздуха.

Нагледна илюстрация на явлението кондензно оросяване е изпотяването на студени предмети при внасянато им в топла стая. Същият ефект е много добре изразен и при изваждането на стъклена бутилка от хладилника. Причина за изпотяването е охлаждането на въздуха в зоната на контакта със студените тела, при което способността му да разтваря водни пари намалява. Относителната му влажност надхвърля 100 % и излишната вода се отделя и втечнява във вид на фини капки по повърхностите на предметите.

В областта на строителството кондензното оросяване по вътрешните повърхности на фасадните стени и по подовите и таванските плочи, които са в допир с външния въздух, води до появата на мухъл и плесени, което е изключително неприятно и от естетическа гледна точка. Те повреждат невъзстановимо тапетите или боядисаните покрития. Освен това, при развитието си отделят в помещенията газове с неприятна миризма.

Образуването на кондензно оросяване зависи от:

◊ температурата на въздуха в помещението;

◊ относителната влажност на въздуха в помещението;

◊ температурата на вътрешните повърхности на стените, пода и тавана, а също на прозоречните рамки и на остъкляването.

Тези фактори се съчетават неблагоприятно през зимата, когато сградите се отопляват, влажността в тях е относително висока, а външният въздух е студен.

В обитаемите помещения в зависимост от предназначението им се поддържат температури от 18 до 24 °С. Според относителната влажност на въздуха в тях те могат да се класифицират като:

◊ сухи – при относителна влажност под 50%;

◊ нормално влажни – при относителна влажност от 50 до 60%;

◊ влажни – при относителна влажност от 60 до 75%;

◊ мокри – при относителна влажност над 75 %.

При продължително проветряване въздухът в една стая се обменя изцяло и вътрешната относителна влажност става равна на външната. Когато прозорците се затворят или принудителната вентилация се преустанови, отоплителните средства повишават температурата на въздуха и относителната му влажност първоначално намалява. След това тя започва постепенно да нараства за сметка на:

◊ водата, отделяна от телата на обитателите;

◊ изпаренията при готвене;

◊ изпаренията при миене, къпане и т.н.

Възрастен човек в спокойно състояние (когато не е физически натоварен) излъчва в атмосферата през кожата и лигавиците си от 30 до 50 g вода за 1 час. Приготвянето на храната и ползването на топла вода за хигиенни нужди също е свързано с постъпването на изпарения във въздуха.

Да вземем за пример стая с размери 3 на 4 m и височина 2,5 m. Тя има обем 30 m³. Приемаме, че в нея се поддържат 20 °С и относителната влажност е 40%. Това означава, че абсолютното съдържание на водни пари във въздуха е 7 g/m³, както в разгледания по-горе пример. Ако при готвене в тази стая се изпари вода от една кафена чашка (около 50 g), относителната влажност ще се покачи на 50%. При изпаряване на 312 g вода тя ще достигне 100%. Трябва да се отбележи, че тук пренебрегваме влиянието на въздухообмена вследствие на естествената вентилация на помещението.

Температурата на вътрешната повърхност на дадена фасадна стена се определя от:

◊ външната и вътрешната температура;

◊ топлоизолационните характеристики на стената.

Изчислителната температура през зимния период е нормирана. За София е –16 °С, за Пловдив:

–15 °С, за Варна: –11 °С. В случая ще се изследва възможността за поява на кондензно оросяване по външни стени в София.

Коефициентът на топлопреминаване характеризира топлоизолационната способност на стените. Той се означава с буквата k и се измерва във W/m².°C. Колкото по-малък е коефициентът к на една ограждаща конструкция, толкова по-добри са нейните топлоизолационни свойства. Ако при една и съща вътрешна и външна температури сравняваме поведението на различни стени, най-висока температура на вътрешната си повърхност ще има тази с най-малък коефициент на топлопреминаване к. Съответно, тя ще бъде и с най-висока осигуреност срещу поява на кондензно оросяване.

При определянето на к се отчитат всички слоеве на готовата ограждаща конструкция. Изследването на трите най-разпространени типа монолитни стени у нас – от бетон, от плътни единични тухли и от тухли „четворки”, е проведено за традиционния начин на завършване: двустранно измазване с варо-цименто-пясъчна мазилка (хастар), гипсова шпакловка отвътре и пръскана декоративна мазилка отвън. Изчислена е степента на нагряване на вътрешните им повърхности при температури в помещението от 18 до 24 °С и температура на външния въздух –16 °С.

В таблиците на фиг. 2, 4 и 6 са показани температурите (точките) на оросяване на въздуха в зависимост от неговата температура и от относителната му влажност. В тези точки се достига концентрацията на насищане на водните пари и те започват да се отделят от разтвора. По една стена се образува конденз, когато температурата на вътрешната u повърхност е по-ниска от температурата на оросяване. С помощта на таблиците това сравнение се прави много лесно. Например, стена от плътни единични тухли (фиг. 4) няма да се оросява при вътрешна температура 20 °С и относителна влажност на въздуха 50%. По нея обаче ще се образува конденз при 22 °С и влажност 70%. Случаите на оросяване са означени символично с капчици.

От таблиците се вижда, че стената от бетон ще се овлажнява независимо от термовлажностния режим на помещенията. Стената от плътни тухли е с относително по-добри топлоизолационни способности. По нея в сухи и нормално влажни помещения няма да се образува конденз. При кухите тухли тази опасност се изключва в по широки граници – относителната влажност до 65% и температурата до 21 °С.

Облицоването на стените от вътрешната страна с блокчета за зидария YTONG е прост, достъпен и евтин метод за борба с кондензното оросяване. По този начин се увеличава топлоизолационната способност на стените. Техният коефициентът на топлопреминаване намалява, температурата на вътрешната им повърхност нараства и става по-висока от точката на оросяване в по-широки граници. Резултатите от изследването на стени от бетон, плътни тухли и тухли четворки, облицовани с 5 cm YTONG, са показани на фиг. 3, 5 и 7. Ефектът не се нуждае от коментар. Стените от бетон ще се оросяват при влажност над 65%, а останалите само в помещения, които могат да се класифицират като „мокри”. Облицовките се изграждат бързо и лесно, имат твърда повърхност и практически неограничена дълготрайност във времето. Като довършителна обработка е достатъчна само обикновена гипсова шпакловка или директно залепване на по-плътни релефни тапети.

От казаното дотук могат да се направят няколко важни извода:

1. Причина за кондензното оросяване не е проникнала отвън вода, а отделянето на влага от въздуха в помещенията при контакта му със студените вътрешни повърхности на стените.

2. С това явление може да се борим, като повишаваме топлоизолационната способност на ограждащите стени, а оттам и температурата на вътрешната им повърхност. Предприемането на тези мерки е съпроводено с важни допълнителни ефекти:

◊ в значителна степен се намалява лъхането на хлад от стените, с което помещенията стават по-комфортни за обитаване;

◊ намалява се необходимата енергия за отопление или със същата енергия се получават по-високи вътрешни температури.

3. Облицовките от YTONG с дебелина само 5 cm са ефективно решение на въпроса в по-голямата част от случаите. При бетонни стени за влажни помещения е за препоръчване те да са дебели 7,5 cm.

Бележка на редакцията: Съвременното и отлично решение на проблема с овлажняване на вътрешните стени поради кондензация на водните пари чрез изпълнение на вътрешна топлоизолация са топлоизолационните минерални плочи Multipor, производство на „Ксела България“ ЕООД. За тяхното използване може да прочетете повече тук:

• YTONG Multipor – минерални топлоизолационни плочи
• Плочите Multipor – нови възможности за топлоизолиране
• Вътрешна топлоизолация на стени с Multipor