background image

 

Częśd IV 

Wilgod w przegrodach budowlanych 

1. Parametry powietrza wilgotnego 

Przy obliczeniach wilgoci bierzemy pod uwagę tylko wilgod wykraplającą się powodu obniżenia 
temperatury poniżej temperatury rosy. Powietrze zawarte w porach konstrukcji może zawierac 
ograniczoną pary wodnej. Wilgotnośd gazu może byd względna i bezwzględna. Wilgotnośd 
bezwzględna objętościowa jest stosunkiem ilości (masy) pary do objętości gazu wilgotnego 

V

m

p

 

Stopieo wilgoci gazu X jest to ilośd pary wodnej m

p

 i ewentualnie skondensowanej wilgoci m

s

 do ilości 

gazu suchego m

g

g

s

p

m

m

m

X

 

Wilgotnośd powietrza nie może byd dowolna, maksymalna możliwa wilgotnośd zależy od temperatury 
powietrza. Jeśli zawartośd wilgoci przekroczy maksymalną następuje wykraplanie się wody z 
powietrza. Istnieje więd pojęcie wilgotności względnej, która jest zawartością wilgoci w danej chwili 
do maksymalnej możliwej zawartości 

%

...

'

100

0

p

p

 

Ciśnienie wilgotnego powietrza jest sumą ciśnieo cząstkowych pary i suchego gazu 

g

p

p

p

p

 

Ponieważ maksymalna możliwa wilgotnośd bezwzględna zalezy od temperatury oznacza to że dla 
każdej temperatury istnieje możliwe maksymalne ciśnienie pary zwane ciśnieniem nasycenia. Jeśli 
cisnienie pary przekroczy tą wartośd nastąpi wykroplenie.  

2 Ustalenie czy zachodzi kondensacja 

2.1 Kondensacja na powierzchni ściany 

Fizycznie  kondensacja  na  powierzchni  ściany  nie  wystąpi  jeśli  temperatura  tej  powierzchni  jest 
większa od tak zwanej temperatury rosy. W ten sposób sprawdzana była kondensacja na powierzchni 

we  wcześniejszych  normach  na  przykład 

PN-91/B-02020

Należało  wykonad  następujący 

algorytm: 

a)  Obliczyd temperaturę na wewnętrznej powierzchni przegrody 

background image

 

b)  Określid ciśnienie nasycenia dla temperatury w pomieszczeniu 

c)  Znając wilgotnośd względną obliczyd rzeczywiste ciśnienie cząstkowe 

d)  Mając rzeczywiste ciśnienie cząstkowe pary określid punkt rosy 

e)  Sprawdzid czy temperatura wewnętrznej powierzchni przegrody obliczona w punkcie 

a) jest większa od temperatury rosy. 

Obecnie  obowiązująca  norma 

PN-EN-ISO  13788:2003

 

wymaga  sprawdzenia  warunku  możliwości 

rozwoju  grzybów  pleśniowych  i  procedura  jest  trochę  bardziej  skomplikowana.  Podstawą  jest 
porównanie dwóch bezwymiarowych wielkości 

C

ci

C

Rsi

R

R

R

f

 

e

i

e

si

Rsi

t

t

t

t

f

m i n

,

m i n

,

 

R

c

 – całkowity opór cieplny ściany 

R

ci

 – opór przejmowania ciepła od strony wewnętrznej przyjmowany R

ci

=0,25 

t

si,min

 – obliczeniowa temperatura otrzymywana według algorytmu 

t

e

 – temperatura zewnętrzna 

t

i

 – temperatura wewnętrzna 

Wartośd f

Rsi

 jest stała dla danej przegrody bo zależy tylko od parametrów przegrody. Wartośd f

rsi,min

 

zmienia  się  w  kolejnych  miesiącach  roku.  Aby  kondensacja  nie  wystąpiła  w  każdym  miesiącu  roku 
musi byd f

Rsi

>f

Rsi,min

. Postępujemy według punktów 

1.  Uzyskanie danych o temperaturze zewnętrznej w kolejnych miesiącach i średniej wilgotności 

względnej. Takie dane są opublikowane na stronie internetowej Ministerstwa Infrastruktury. 

2.  Obliczenie ciśnienia nasycenia dla powietrza zewnętrznego z tablic lub wzorów. 

3.  Obliczenie  ciśnienia  rzeczywistego  pary  wodnej  na  zewnątrz  p

e

  znając  ciśnienie  nasycenia  i 

wilgotnośd względną. 

4.  Określenie temperatury powietrza wewnętrznego (dla większości pomieszczeo 20

o

C) 

5.  Określenie  ciśnienia  pary  w  powietrzu  wewnętrznym  –  z  normy  odczytujemy  klasę 

wilgotności  pomieszczenia.  Dla  tej  klasy  odczytujemy  wartośd  przyrostu  ciśnienia 
cząstkowego pary  p 

6.  Obliczamy ciśnienie cząstkowe pary wewnątrz budynku ze wzoru 

background image

 

p

p

p

e

i

1

1,

 

7.  Zakładamy  że  wilgotnośd  względna  powietrza  wewnętrznego  wynosi  80%  zatem  ciśnienie 

nasycenia: 

8

0,

,

i

i

sat

p

p

 

8.  Mając  to  ciśnienie  uzyskujemy  temperaturę  obliczeniową  t

si,min

  dla  danego  miesiąca  ze 

wzorów w normie. 

9.  Można już obliczyd warunek normowy dla danego miesiąca. 

2.2 Kondensacja wewnętrzna  

Jeśli mamy przegrodę budowlaną z określonym rozkładem temperatury. 

 

Rys 1. Ciśnienie nasycenia pary wodnej i temperatura w ścianie 

W każdym punkcie przekroju ściany temperaturze odpowiada ciśnienie nasycenia (zależnośd ciśnienia 
od temperatury nie jest liniowa). Jeżeli ciśnienie przekroczy tą wartośd to pojawi się wilgod. 

Aby sprawdzid czy nastąpi wykroplenie wilgoci trzeba obliczyd ciśnienie cząstkowe pary w każdym 
przekroju i sprawdzid czy nie przekracza ciśnienia nasycenia. 

background image

 

 

Rys 2. Algorytm obliczania wilgoci w przegrodzie. 

Rozkład ciśnieo cząstkowych pary wodnej obliczamy w podobny sposób jak rozkład temperatur. 
Podobny co do zasady i postaci wzorów. Podobnie jak przewodzenie ciepła mamy przewodzenie 
(dyfuzje) pary wodnej. Wprowadzamy opór dyfuzyjny podobnie jak to było z oporem cieplnym. 

g

Pa

h

m

d

R

*

2

 

d– grubośd ściany *m+ 

δ – współczynnik paro przewodności 

Pa

h

m

g

*

*

 

Współczynnik paro-przewodności to ilośd pary wodnej w gramach jaka dyfunduje przez 1 m

2

 

materiału o grubości 1 metr przez  1 godzinę jeśli różnica ciśnieo cząstkowych pary na brzegach 
wynosi 1 Pa. 

Strumieo przewodzonej pary (prawo Ficka) 

R

p

q

 

Δp – róznica ciśnieo cząstkowych pary na brzegach przegrody 

R –opór dyfuzyjny 

q – strumieo pary 

background image

 

Przykładowe wartości współczynnika paro przewodności 

Tabela 1 Wartości współczynnika paroprzewodności 

Materiał 

wsp. paroprzewodności 

Żelbet 

3,00e

-5

 

Beton z kruszywa 

3,00e

-5

 

Wełna  mineralna 

4,88e

-4

 

Styropian 

0,12e

-4

 

Norma zaleca przeliczanie rzeczywistej grubości przegrody na równoważną grubośd powietrza w 
zakresie oporu dyfuzyjnego.  

o

o

o

o

d

d

d

d

 

δ

o

 – współczynnik paro przewodności powietrza 7,2*10

-4

 

Pa

h

m

g

*

*

 

d

o

 – zastępcza grubośd warstwy powietrza 

Wtedy mamy 

p

d

R

p

q

o

o

 

W tablicach mamy zestawione grubości zastępcze dla różnych materiałów zamiast współczynników 
paro przewodności. 

W ścianie wielowarstwowej mamy tak samo jak dla oporów cieplnych 

R

p

q

 

Istnieje zasada że kolejne warstwy ściany powinny mied coraz mniejszy opór dyfuzyjny pary w 
kierunku jej najczęstszego ruchu czyli w stronę zewnętrzną. 

Zad. Sprawdzid możliwośd wykroplenia się wody w ścianie o parametrach jak na rysunku 3. 

background image

 

 

Rys 3. Ściana dwuwarstwowa 

Warstwa I to izolacja z wełny mineralnej o grubości δ

iz

 =0,05 i λ

iz

=0,04. Warstwa II to beton o grubości 

δ

bet

 =0,25 i λ

bet

=0,5 

Ciśnienia pary na wewnątrz p

pi

=1235 Pa a zewnątrz p

pe

=400 Pa 

Ustalenie rozkładu temperatury 

Przewodzenie ciepła 

W

K

m

R

R

R

R

ci

bet

bet

ce

2

92

1

13

0

5

0

25

0

04

0

05

0

04

0

,

,

,

,

,

,

,

i z

i z

 

2

813

7

92

1

5

20

m

W

q

,

,

 

Temperatury na powierzchniach wyznaczymy z warunku jednakowego strumienia ciepła przez całą 
przegrodę. Temperatury oznaczono jak na rysunku 4 

Opory cieplne 

W

K

m

R

R

bet

bet

II

iz

iz

I

2

5

0

5

0

25

0

25

1

04

0

05

0

,

,

,

,

,

,

 

background image

 

 

Rys 4. Oznaczenia temperatur w zadaniu 

ci

sII

i

R

t

t

q

 

ci

i

sII

qR

t

t

 

C

t

O

sII

984

18

13

0

813

7

20

,

,

*

,

 

C

t

O

II

sI

0775

15

5

0

813

7

984

18

,

,

*

,

,

,

 

C

t

O

sI

31

5

25

1

813

7

0775

15

,

,

*

,

,

 

lub z drugiej strony 

ce

e

sI

R

t

t

q

 - przejmowanie ciepła 

ce

e

sI

e

sI

ce

qR

t

t

t

t

qR

 

C

t

O

sI

31

5

04

0

813

7

5

,

,

*

,

 

C

qR

t

t

O

I

sI

II

sI

076

15,

,

 

C

qR

t

t

O

II

II

sI

sII

982

18,

,

 

Wilgod 

background image

 

Opory dyfuzyjne  

d

R

U

 

g

Pa

h

m

e

R

e

R

UII

UI

*

,

,

,

,

,

,

2

33

8333

5

00

3

25

0

459

102

4

88

4

05

0

 

h

m

g

R

R

p

p

q

UII

UI

pe

pi

p

2

098

0

8435

400

1235

,

 strumieo wilgoci 

Ciśnienie pary wodnej na styku warstw I i II wyznaczymy z warunku jednakowego strumienia wilgoci 
przez obie warstwy 

II

pI

pi

UII

p

UII

II

pI

pi

p

p

p

R

q

R

p

p

q

,

,

 

UII

p

pi

II

pI

R

q

p

p

,

 

Pa

p

II

pI

33

418

3

8333

098

0

1235

,

,

*

,

,

 

Lub  

UI

p

pe

II

pI

pe

II

pI

UI

p

UI

pe

II

pI

p

R

q

p

p

p

p

R

q

R

p

p

q

,

,

,

*

 

Pa

p

II

pI

04

410

45

102

098

0

400

,

,

*

,

,

 

Ciśnienie nasycenia dla temperatury na styku warstw t

sI,II

 odczytujemy z tablic 

Pa

p

s

1700

07

15

)

,

(

 

II

pI

s

p

p

,

 

A zatem kondensacja nie występuje. 

1.3 Ilośd wilgoci 

W przypadku stwierdzenia kondensacji ilośd wilgoci można obliczyd z bilansu strumienia pary 
dopływającego i odpływającego. W miejscu kondensacji zakładamy że ciśnienie cząstkowe pary 
równa się ciśnieniu nasycenia. Dla  ściany dwuwarstwowej z kondensacją na granicy warstw jak na 
rysunku mamy 

background image

 

 

Strumieo dopływający do granicy warstw przez warstwę II  

dII

s

i

II

R

p

p

q

 

Strumieo odpływający z granicy warstw przez warstwę I 

dI

e

s

I

R

p

p

q

 

Ilośd kondensującej wilgoci jest równa 

I

II

q

q

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

10