=
Конденсат в стене
Начало в "Конденсат в стене-1".http://www.forumhouse.ru/entries/2577/
Допустим опилки утрамбованы до плотности 200 кг/м3.
Т.е. в одном квадратном метре стены толщиной 30 см забито 0,3 м3 == 60 кг опилок.
Допустим в начале зимы опилки имели 20% весовой влажности == 4% объемной влажности, т.е. в одном квадратном метре стены толщиной 30 см имелось 12 литров воды.
Какая была теплопроводность опилок в начале зимы и какая станет через три месяца при заданных условиях?
Обратимся к таблице. Супертаблица!
Здесь сухие (0% весовой влажности) опилки плотностью 200 кг/м3 имеют коэффициент теплопроводности 0,05 ккал/м час град.
И прирост коэффициента теплопроводности равен 10% на каждый процент объемной влажности для плотности 200 кг/м3.
Т.е. для 20% весовой, 4% объемной влажности прирост теплопроводности:
0,05 + (0,05 * 0,4)... = 0,07 ккал/м час град. Чтобы перевести в Вт надо умножить на 1,16.
0,07ккал... * 1,16... = 0,08 Вт/м К.
Так вот. Мы посчитали, что при условиях:
Твн. = +25С Фвн. = 50%,
Тн. = -40С ; Фн. = 50%, если весь пар конденсируется, то в 1 м2 стены накопится воды за 3 месяца при -40С:
5,1 г * 24часа * 30суток * 3месяцев = 11 литров.
Т.е. к концу 3 месяцев всего станет 23 литра (12 литров было в начале).
Если в 1 м2 стены == 0,3 м3 окажется 23 литра влаги, то это получается 38% весовых, из них только 32% - сорбируется, а остальное - это будет просто вода - превратится в лед/иней (3,6 литра).
При этом получается максимальная объемная влажность опилок :
200 кг/м3* 0,32 = 64 кг. Объемная влажность 64/1000 = 6,4%
Прирост теплопроводности: 6% * 10...= 60%
0,05 + (0,05 * 0,6)... = 0,08 ккал/м час град. ... = 0,093 Вт/м К.
Это максимально возможный коэффициент теплопроводности опилок.
Т. е. катастрофы не будет.
Упрощения в расчетах - в сторону ухудшения ситуации.
Если подсчитать тщательнее, без грубых допущений, картина получается оптимистичнее.
Возьмем для примера условия помягче:
Твн. = +20С Фвн. = 50%
Тн. = -20С Фн. = 50%
Строим графики
Зона конденсации располагается на 18-м сантиметре.
Р = de/Rп
de = 933Па - 82Па = 851Па
Rп = х/М
х = 18 см = 0,18 м.
М = 0,035 г/м*час*мм рт. ст.
Переведем в мг и паскали. 1 мм ртутного столба = 133,3 Па.
М = (0,035/133,3)*1000... = 0,26 мг/м*час*Па.
Rп = 0,18/0,26... = 0,69 м2*час*Па/мг
Р = de/Rп = 851/0,69 = 1233 мг = 1,2 г - столько пройдет пара через метр квадратный стены за час при условиях:
Твн. = +25С Фвн. = 50%
Тн. = -40С ; Фн. = 50%
Тогда за три месяца опилки накопят:
1,2 г * 24часа * 30суток * 3месяцев = 2,6 литров.
Т.е. к концу 3 месяцев в 0,3 м3 накопится всего 14,6 литра.
Получается 24% весовой == 4,9% объемной влажности.
24% меньше максимально возможных 32%. Поэтому всю влагу опилки сорбируют без выпадения конденсата.
Прирост 4,9% * 10 = 49%
тогда коэффициент теплопроводности опилок станет:
0,05 ккал... + (0,05 * 0,49) = 0,075 ккал/м час град... = 0,087 Вт/м К.
Посмотрим более или менее реальную стену.
Внутреннюю сторону стены обошьем фанерой 10 мм, а на внешней стороне стены - оргалит.
Фанера и оргалит выступят в роли паробарьеров.
Rп фанеры = 0,01/0,02... = 0,5...
Rп опилок = 0,69...
Rп оргалита = 0,004/0,08... = 0,05...
Сумма Rп стены = 1,24...
Р = de/Rп = 851/1,24... = 686 мг = 0,7 г
Строим графики. 5.JPG 7.JPG
На фанере резкое снижение парциального давления.
Как оно образовалось:
dе фанеры = Р * Rп фанеры = 686 мг * 0,5... = 343 Па
Снижение парциального давления на одном сантиметре толшины стены (933 - 343 = 590 Па) выглядит как резкий перепад.
На оргалите - тоже небольшой перепад, но уже - увеличение парциального давления. Линия е там приблизилась к линии Е.
Благодаря паробарьеру из фанеры, линия е уже не касается линии Е. Т. е. рельное парциальное давление е нигде в стене не достигает максимально возможного Е!
Т.е. относительная влажность воздуха во всей стене не достигает 100%.
Поэтому во всей стене нет зоны конденсатообразования!
Наглядно видно, что паробарьер на входе может убрать зону конденсации. Или, по крайней мере, сдвинуть ее к внешней стороне стены, т.е. уменьшить объем конденсата.
Также видно, что паробарьер на выходе, наоборот может ухудшить положение - создать условие конденсации у наружной стороны стены.
Если в стене нет условий для конденсатообразования - нет прироста коэффициента теплопроводности опилок?! Да?
Нет, есть! Не все так просто!
Есть такой процесс - СОРБЦИЯ.
Материал стены сорбирует в себя влагу. Количество сорбированной влаги зависит от относительной влажности и температуры воздуха.
Вот график сорбция.JPG
Здесь по горизонтальной оси относительная влажность воздуха, в котором находятся опилки.
По вертикальной оси - процент весовой влажности, которую способно набрать дерево.
Причем, чем холоднее, тем охотнее сорбирует дерево влагу.
А в стене-то как раз в этом смысле - подходящие условия. Там может возникнуть большая относительная влажность. Иногда близко к 100%.
На графике наглядно видно - это когда линия е приближается к Е.
Это зависит от внешних условий и от того, как много пара проходит в стену через паробарьер, например.
Надо считать сколько пара при интересующих нас условиях пройдет в стену.
Соответственно, столько влаги сорбируется в опилки. Это если по максимому. Потому как часть пара все же выйдет насквозь.
Опять же - грубый расчет в сторону ухудшения ситуации.
Кстати, про способность дерева сорбировать.
1 м3 опилок плотностью 200 кг может сорбировать максимум 32% весовой (64 литров), или 6,4% объемной влажности.
Максимальной влажности опилок соответствует максимум коэффициента теплопроводности опилок:
6,4% * 10 == 0,64
0,05 + (0,05 * 0,64) = 0,082 ккал/м час град = 0,095 Вт/м К.
Рассмотрим нормальные условия.
В опилках 15% весовых (30 литров), или 3% объемных влаги.
При этом коэффициент теплопроводности опилок такой нормальной влажности:
3% * 10 == 0,3
0,05 + (0.05 * 0,3) = 0,065 ккал/м час град = 0,075 Вт/м К.
Чтобы в стену меньше проходило пара, нужен небольшой паробарьер изнутри. Например - фанера.
Еще, надо делать вентиляцию в доме. Затраты на обогрев вентилируемого воздуха окупятся за счет меньшего коэффициента теплопроводности более сухих опилок.
Чем и хороши опилки - могут сорбировать много влаги без большого ущерба.
Для плотности 200 кг/м3 в 1м3 может сорбироваться до 64 литров. Т. е. сверх нормальной влажности (30 литра) - еще 34 литров.
В отличии от минваты, например : Сорбция минватой..JPG
Максимум, что может сорбировать 1 м3 минваты такой же плотности 200 кг/м3, это 0,6% весовых. Т. е. 200кг * 0,006 = 1,2 литра.
Сверх этого пар будет конденсироваться в воду. Поэтому для минваты нужна тщательная пароизоляция! Чтобы излишки пара, сверх 1.2 кг/м3 ( в отличии от опилок - 64 кг/м3!) не превратились в воду в стене. Тогда да - будет катастрофа!
Сама минвата замечательный утеплитель и все такое, но свободная вода в ней - это кирдык...
Сей скромный труд мой стал возможным благодаря сщатливой для меня встрече с учебником К.Ф.Фокин. "Строительная теплотехника ограждающих частей зданий".
А графики строил с помощью замечательного ресурса http://yotx.ru/default.aspx
Особое спасибо Виктору за предоставленную супертаблицу.
...продолжение следует.
=
Теплофизические исследования балуна
1. Полезный график-аналоговая таблица.
2. Наблюдения за теплофизикой нашего дома. 6Х6, с мансардой. 50 м2.
Каркасно-засыпной.Тромбовали изо-всех сил сухую стружку из столярки без каких либо добавок.
4 дня обогревались электричеством. Каждый час снимал показания термометров, счетчика.
В доме было +21...+25, на улице от -17 днем до -35 ночью.
Получилось что при средней дельте 46 градусов (+23, -23), уходило в среднем 1,7 кВт в час.
Т. е. 34 Вт/м2 при дельте 46 градусов.
Вентиляция в доме при этом была достаточной. Не смог замерить в м3/час.
=
=
=
Фундамент работает с 2008 года.
Грунт разнообразный. Слои вперемешку. Песок, суглинок, глина. Сверху лесная почва.
Грунтовые воды близко, по весне всегда в нуль.
По одной стороне - проблема весной. Выпирает грунт очень, даже выше нижней доски обшивки...
2014 год. Работает нормально.
Снег сюда не заметает. Сухие листья заметает. Почва становится все рыхлее - теплее.
Решил как-то сделать типа цоколь, подпол. Обернул по периметру ПЭ пленкой. Чтобы под домом стало теплее - в доме теплее.
Это было в первую зиму. Эксперименты ставил.
Через какое-то время заметил иней от пара, выходящего из вентзазора. Подумал, что это пар - из стены. Удивился - как много. Наивный.
Тут случилась кратковременная оттепель. Заметил, что оргалит намок изнутри. Понял, что вентзазор забит инеем!
Появились смутные подозрения. Я тогда еще не знал - насколько мощно зимой из земли идет пар.
Отодрал ПЭ пленку. А там!..
На пленке толстенный слой инея. На обвязке.
И дальше пар пошел прямиком в вентзазор. И забил его плотно!
Убрал пленку. Простукал стенку - высыпался иней из зазора. В общем, решил что лучше без подпола - меньше проблем и голова не болит про сырость...
Высохло-выветрелось все быстро и - сухо!
А вот это эксперимент в первую зиму провел. Хоте посмотреть сколько пара идет в чердак.
Верхний чердачек сделал герметичным. За пару недель морозов там столько инея наросло! Сделал вентиляцию.
Чердак должен быть вентилируемым!
Уточню немного.
Этот иней нарос в первую зиму во время эксперимента. Суть которого - посмотреть насколько интенсивно идет пар через чердачное перекрытие. Для этого специально сделал чердачек герметичным, невентилируемым.
Убедился, что пара идет много! ))) Иней нарос толстым слоем на стенках, верхний слой опилок стал очень влажным.
Быстренько закончил эксперимент - прорубил сначала маленькое отверстие. Стало видно дыхание дома.
Потом увеличил отверстие, сделал с обоих фронтонов. Иней выскреб и убрал.
Опилки просохли быстро. Теперь там постоянно сухо, опилки сухие. Наблюдал четыре зимы уже.
Вывод. Если чердачек вентилируется - инея нет, опилки сухие. Без проблем.
В эту зиму чердачек вентилировался только с одного торца. Сухо.
Опилок в чердачном перекрытии? 25 см. Всё собираюсь досыпать потолще...
Букашки, грибочки... прикалываетесь?
Если серьёзно. Опилки, они деревянные. Отчего может гнить дерево? Если - сырость и температура выше +5 С. В стене правильной конструкции нет конденсата-сырости. Тем более опилки - древесина способны много сорбировать, не допуская сырости, грубо говоря.
Про теплофизику в опилках, если интересно, можно почитать в моем дневнике.
Есть обширная тема про утепление опилками http://www.forumhouse.ru/threads/187750/page-57#post-5859722
Короеды, древоточцы не живут в опилках - им там упереться не во что...
Процесс, в общем-то простой. Пыльно только, нужен респиратор.
Штыковать-трамбовать нелегко. Помогают приспособы.
На фотках все должно быть понятно.
=
Комментарии
Отправить комментарий