Szorpció, töltési idı, felületek állagvédelmi ellenırzése
A levegıvel érintkezı építıanyagokban kialakul egy egyensúlyi nedvességtartalom. Az anyag (tömeg- vagy térfogatszázalékban mért) nedvességtartalma (ω) a levegı relatív nedvességtartalmának (RH) függvénye, a kapcsolatot a szorpciós izoterma fejezi ki.
A görbe három szakasza: ω aránylag gyorsan nı (monomolekuláris), a folyadékréteg vastagodik (ω ω lassabb növekedése), az inflexiós ponttól kapilláris kondenzáció (a kapillárisok - elıbb a kisebb átmérıjőek - teljes keresztmetszetükben megtelnek folyadékkal, ω egyre rohamosabban nı és tart a telítési érték felé). A szokásos építıanyagokban a kapilláris kondenzáció ϕ=75% -nál kezdıdik.
1
Töltési idı
A hımérséklet, a telítési nyomás, a számított parciális nyomás a határolószerkezet keresztmetszetében. A két utóbbi hányadosa a relatív nedvességtartalom - ebbıl a szorpciós izotermák alapján a rétegek anyagainak nedvességtartalomeloszlása is megrajzolható. Az utóbbi görbének a réteghatárokon szakadásai lehetségesek. Az ábra kialakult egyensúlyi helyzetre, idıben állandósult állapotra vonatkozik !
Az éves mérleg Az eddigiekben bemutatott vizsgálati módszer idıben állandósult állapotra vonatkozott, vagyis feltételeztük, hogy a méretezési állapot (a külsı levegı január havi középhımérsékletének és közepes relatív nedvességtartalmának megfelelı állapot) már elég hosszú ideje állt fenn ahhoz, hogy a keresztmetszetben kialakuló hımérséklet- és nyomáseloszlást az egyszerő stacioner egyensúlyi feltétel alapján számítsuk. A külsı légállapotok évszakonkénti változása miatt a szokványos szerkezetek a nyári félév végén szárazabbak annál, mint amit a téli méretezési állapotokra az elızı ábra mutat. Ahhoz, hogy a keresztmetszetben az állandósultnak feltételezett téli méretezési állapotokra jellemzı nedvességtartalom kialakuljon, bizonyos idıre („töltési idı”) van szükség. (A szerkezetbe diffúzióval bejutó vízgızbıl annyinak kell lecsapódnia, amennyi az anyagok „nyárvégi” nedvességtartalmát - ω - az állandósultnak feltételezett „téli” nedvességtartalomra növeli.
2
A töltési idı számítása: • meghatározzuk a „nyárvégi” állapotban az egyes rétegek - ω nedvességtartalmát, • az állandósultnak feltételezett téli állapot módosított nyomáseloszlási görbéje alapján meghatározzuk -- az egyes rétegek „téli” - ω - nedvességtartalmát -- a belépı és a kilépı vízgızáramok különbségébıl az idıegység alatt lecsapódó vízgızmennyiséget. A TÖLTÉSI IDİ A „TÉLI” ÉS A „NYÁRVÉGI” - ω NEDVESSÉGTARTALMAK KÜLÖNBSÉGE OSZTVA AZ IDİEGYSÉG ALATT LECSAPÓDÓ VÍZGİZMENNYISÉGGEL. Ha a töltési idı hosszabb, mint a főtési idény, akkor a szerkezet megfelel, hiszen a lecsapódás kialakulására nincs idı.
A belsı felületek állagvédelmi ellenırzése A lehetséges állagkárosodások: • felületi kondenzáció, ha a felülettel érintkezı, azzal azonos hımérséklető határrétegben a relatív nedvességtartalom eléri a 100 %-ot, • kapilláris kondenzáció, ha a felülettel érintkezı, azzal azonos hımérséklető határrétegben a relatív nedvességtartalom eléri a 75 %-ot. A nedvesség jelenléte a gombásodás szükséges feltétele. Szaporodásra képes penészgomba elemek a levegıben mindig vannak. A többezer faj között mindig találhatók olyanok, amelyek számára az adott hımérséklet- és fényviszonyok megfelelıek. A gombák tápanyagot csak vízben oldott állapotban tudnak felvenni. Az egyetlen védekezési lehetıség: megakadályozni a folyékony nedvesség jelenlétét a felületen és a kapillárisokban.
Az állagkárosodás, gombásodás szempontjából kritikusak a határolószerkezetek belsı felületének legalacsonyabb hımérséklető részei, vagyis a csatlakozási élek, sarkok, hıhidak. A belsı felületek állagvédelmi ellenırzését tehát ezek közül a legkedvezıtlenebbre kell elvégezni. A gombásodás kialakulásához idı kell, kísérletek szerint öt egymásra következı nap, a méretezést - 5oC külsı hımérsékletre végezzük, mert magyarországi idıjárási adatok szerint elfogadható kockázati szinten ez az öt egymásra következı leghidegebb nap átlaghımérséklete. A külsı levegı relatív nedvességtartalma erre a méretezési feltételre 90 % -- ez azonban az adott hımérsékleten csak csekély abszolút nedvességtartalmat jelent.
3
A helyiségek rendeltetésszerő használatával együttjár a nedvességfejlıdés: • emberek nedvességleadása, • háztartási tevékenység: fızés, mosás, ruhaszárítás, • szabad vízfelszín: fürdés, zuhanyozás, akvárium, • szobanövények párolgása A méretezés kiinduló adatai megállapodás szerinti, statisztikailag is alátámasztott adatok, például lakószobára 200 g/h. A „vizes” helyiségekben rövidebb idıszakokra ennek többszöröse fordul elı. Egy négyfıs háztartás egyheti „nedvességtermelése” (vízgız a levegıbe) egy fürdıkádnyi. A keletkezı nedvesség a szellızı levegıvel távozik. A diffúzióval a határolószerkezeteken át távozó vízgız az állagvédelem szempontjából igen fontos, de a helyiség nedvességmérlege szempontjából mennyisége elhanyagolhatóan kicsi.
A folyamat lényege: a külsı levegı alacsony hımérsékleten és kis abszolút nedvességtartalommal, alacsony vízgız koncentrációval (ce) bejut a helyiségbe. Ott hıt és nedvességet vesz fel, hımérséklete ti, a vízgız koncentrációja (ci) lesz. Ezzel 1 m3/h szellızı légáram (ci - ce) g/h vízgızt vett fel, egyben relatív nedvességtartalma is megnıtt. Ez a levegı (a helyiség levegıje, ti és ϕi állapotjellemzıkkel a határolószerkezetek belsı felülete mentén, a határrétegben lehől a felület hımérsékletére és ezért ott relatív nedvességtartalma megemelkedik. Ha ez utóbbi nem éri el a 75%-ot, akkor a kapillárisokban nem kezdıdik meg a kondenzáció és nem alakul ki a penészképzıdés szükséges feltétele. A folyamat képzeletben szakaszokra bontva követhetı.
A külsı levegı a helyiségbe jut és hıt vesz fel, hımérséklete ti lesz.
4
A beáramló levegı nedvességet is vesz fel, kialakul a helyiségre jellemzı ti - ϕi légállapot
A helyiség levegıje a határrétegben - változatlan abszolút nedvességtartalom mellett - a felület hımérsékletére hől le.
Emiatt a relatív nedvességtartalom ott megnı. A penészképzıdés megelızésének feltétele, hogy ϕ a határrétegben ≤ 75% -ekkor kezdıdik a kapilláris kondenzáció.
5
Magasabb külsı hımérséklet esetén a kockázat nagyobb !
Az ábrákon bemutatott folyamat számítással követhetı. Megállapítható, hogy adott belsı hımérséklet, adott (sajátléptékben mért) Θ felületi hımérséklet mellett egységnyi térfogatáramú szellızı levegı ∆c nedvességkoncentrációja mennyivel emelkedhet, hogy a határrétegben a levegı relatív nedvességtartalma éppen 75% legyen és ebbıl adott W nedvességfejlıdéshez számítható az állagvédelmi szempontból szükséges szellızı levegı térfogatáram: L=W / ∆c Rossz csomópontok esetén ez lényegesen meghaladja azt az értéket, amire a helyiségben tartózkodó emberek száma és tevékenysége alapján szükség lenne ! A méretezést grafikus módszerrel végezzük. A diagramból az is megállapítható, hogy a helyiségben tartózkodó emberek száma és tevékenysége alapján szükséges légcsere esetén legalább milyen magas felületi hımérsékletre van szükség.
6
7
