UMIDITATEA CONSTRUCTIILOR

UMIDITATEA CONSTRUCTIILOR

Umiditatea este parametrul de stare care se refera la cantitatea de apa nelegata chimic continuta de aer si de materialele capilar-poroase.

SURSE DE UMIDITATE IN CONSTRUCTII

apa initiala de constructie, introdusa prin procesele de executie;

apa din teren, care patrunde prin ascensiune capilara;

apa meteorologica, din precipitatii (ploaie, zapada);

apa de exploatare, rezultata din procese umede;

apa de natura biologica, provenita de la oameni;.

apa higroscopica, absorbita de unele materiale direct din aer;

apa de condens, provenita din condensarea vaporilor de apa.

PRINCIPALELE SURSE DE UMIDITATE IN CLADIRI

1- Precipitatii - etanseitatea acoperisului

2- Actiunea combinata vant+ploaie - porozitatea peretilor + fisuri

3- Infiltratii de apa

4- Vapori de apa

Umiditatea aerului

Continutul efectiv de vapori de apa din aer (masa vaporilor de apa - m_v), raportat la volumul total de aer umed (V) reprezinta umiditatea absoluta a aerului (U_a), exprimata in g/m sau Kg/m

Continutul maxim de vapori de apa ce poate fi absorbit de aer la temperatura T (masa vaporilor de apa la saturatia aerului - m_v,max), raportat la volumul total (V) defineste umiditatea absoluta de saturatie a aerului (Us sau U_a,max

Cantitatea de vapori de apa dintr-un volum de aer umed (m_v), raportata la masa aerului uscat din volumul respectiv (m_a) defineste concentratia de vapori a aerului c, Kg vap./Kg aer uscat, iar corespunzator saturatiei rezulta concentratia de saturatie (c_s).

Corespunzator continutului de vapori de apa al aerului la o anumita temperatura se defineste concentratia (c) si presiunea partiala a vaporilor (p_v), iar in momentul saturatiei - concentratia de saturatie (c_s), presiunea de saturatie (p_s) ale vaporilor de apa.

Umiditatea relativa a aerului j) exprima cota parte a continutului real de vapori de apa din aer la temperatura T, fata de continutul maxim de vapori pe care il poate avea aerul la acea temperatura, si se defineste de regula prin raportul dintre presiunea partiala (p_v) si presiunea de saturatie (p_s): 

j = (p_v /p_s x (%)

Umiditatea materialelor de constructii

apa de constructie, sau legata chimic, prin reactiile de formare a structurii interne; nu este afectata de procesele de umezire-uscare;

apa de structura, sau de hidratare, retinuta in urma participarii la formarea structurii cristaline a unor materiale;

apa higroscopica, retinuta in structura unor materiale direct din faza gazoasa (vapori), prin fenomenele de absorbtie sau adsorbtie, pe peretii porilor si capilarelor;

apa libera, retinuta mecanic, datorita contactului direct al materialelor cu faza lichida (infiltratii din ploi, procese functionale), sau ca urmare a fenomenului de condens.

Umiditatea materialelor se exprima in doua moduri:

pe baza gravimetrica, prin raportarea greutatii apei continute in material (G_a) la greutatea materialului uscat (G_o)

u_g = (G_a /G_o x (%)

pe baza volumetrica, prin raportarea volumului de apa existent in material (V_a), la volumul materialului uscat (V_o

u_v = (V_a /V_o x (%)

FENOMENUL DE CONDENS IN CONSTRUCTII

Datorita structurii interne capilaro-poroase sau fibroase, majoritatea materialelor de constructii care alcatuiesc elementele de inchidere permit trecerea vaporilor de apa sub efectul diferentei de presiune partiala, fiind prin urmare permeabile la vapori de apa.

Permeabilitatea la vapori de apa (P_v si inversul acesteia, rezistenta la permeabilitate la vapori (R_v

P_v m/d respectiv R_v = d/m

Condensul pe suprafata (fenomenul de roua)

ca urmare a cresterii concentratiei vaporilor de apa din aerul incaperilor, la temperatura interioara constanta, prin aport de vapori datorita surselor existente in interior, pana la valoarea concentratiei de saturatie (c = c_s), dupa care surplusul de vapori se depune sub forma de picaturi de apa pe suprafata unor elemente, incepand cu cele mai reci;

prin scaderea temperaturii aerului interior, chiar in conditiile in care umiditatea absoluta (continutul de vapori) ramane constanta, pana se ajunge la valoarea pentru care presiunea partiala a vaporilor corespunde presiunii de saturatie, adica p_v = p_vs;

prin scaderea temperaturii suprafetei interioare a elementelor, datorita scaderii temperaturii aerului exterior sau interior, pentru concentratie constanta a vaporilor, pana la atingerea valorii pentru care continutul de vapori de apa din aer corespunde saturatiei.

Pentru evitarea declansarii fenomenului de condens pe suprafata interioara a elementelor de inchidere exterioare, trebuie adoptate urmatoarele masuri generale:

cresterea temperaturii suprafetelor interioare T_si, prin sporirea capacitatii de izolare termica a elementelor de inchidere, sau prin majorarea (in limitele permise de criteriile economice) a temperaturii aerului interior, prin furnizare de energie suplimentara;

micsorarea continutului de vapori din incaperi, prin eliminare in exterior prin schimb de aer eficient, sau prin reducerea numarului si a debitului surselor de vapori.

Calculul la condens in structura elementelor are ca scop:

stabilirea riscului de condensare a vaporilor de apa in element

localizarea zonei de condens

evaluarea cantitatii de apa formata in masa elementului in perioada de condensare,

posibilitatea de eliminare prin evaporare in perioada calda

acumularea progresiva, de la an la an, datorita evaporarii incomplete

Calculul la condens se efectueaza prin metoda grafo-analitica (Glaser), cu urmatoarele etape

Corespunzator conditiilor temperaturilor de calcul a aerului interior si exterior, se calculeaza temperaturile pe suprafetele straturilor (T_k

Se stabileste presiunea de saturatie a vaporilor pe suprafetele fiecarui strat, functie de valorile temperaturilor (din tabele): p_sk = f(T_k

Se calculeaza presiunile partiale (p_vk) pe fetele straturilor;

Se traseaza diagramele p_vk si p_sk pe schema elementului reprezentata la scara rezistentelor la vapori, in care in loc de grosimi apar rezistentele la vapori ale straturilor.

Daca cele diagramele p_vk si p_sk au cel putin un punct comun se considera ca este posibil fenomenul de condens in element

Combaterea fenomenului de condens

sporirea gradului de izolare termica a elementelor de inchidere, avand ca efect distributia mai favorabila a temperaturii in structura, si implicit a presiunilor de saturatie a vaporilor de apa, astfel incat cele doua diagrame de presiuni ale vaporilor se distanteaza;

micsorarea debitului vaporilor de apa care strabat elementul de constructie, prin reducerea numarului si debitului surselor de vapori de apa din incaperi, precum si prin eliminarea unei cantitati de vapori din aerul interior printr-o ventilare eficienta;

limitarea procesului de difuzie a vaporilor de apa prin elementele de inchidere exterioare si mai ales a accesului vaporilor de apa in zonele reci, favorabile condensarii, prin prevederea de bariere de vapori plasate pe fata calda a elementului sau a izolatiei.

asigurarea eliminarii active a vaporilor de apa din structura elementelor, prin ventilare naturala, prin intermediul unor straturi de material cu porozitate mare, spatii de aer ventilat, retele de canale de aerare etc., plasate in fata zonei de condens si puse in legatura cu exteriorul prin orificii sau dispozitive speciale.