Якщо при наявності перепадів тиску повітря просторовий перенос водяної пари здійснюється масовими рухами всього повітря цілком разом з парами води (вітром) і оцінюється за допомогою поняття воздухопроницанию, то при відсутності перепадів тиску повітря масових переміщень повітря немає, і просторовий перенос водяної пари відбувається шляхом хаотичного руху молекул води в нерухомому повітрі в наскрізних каналах в пористому матеріалі, тобто не конвективно, а диффузионно. Повітря являє собою суміш молекул азоту, кисню, вуглекислого газу, аргону, води та інших компонентів з приблизно однаковими середніми швидкостями, рівними швидкості звуку. Тому все молекули повітря дифундують (хаотично переміщаються з однієї зони газу в іншу, безперервно соударяясь з іншими молекулами) приблизно з однаковими швидкостями. Так що швидкість переміщення молекул води порівнянна зі швидкістю переміщення молекул і азоту, і кисню. Внаслідок цього європейський стандарт EN12086 використовує замість поняття коефіцієнта паропроникності μ більш точний термін коефіцієнта дифузії (який чисельно дорівнює 1,39μ) або коефіцієнта опору дифузії 0,72 / μ.
Сутність поняття паропроникності пояснює метод визначення чисельних значень коефіцієнта паропроникності ГОСТ 25898-83. Скляну чашку з дистильованою водою герметично накривають випробуваним листовим матеріалом, зважують і встановлюють в герметичний шафа, розташований в термостатованому приміщенні (рис. 20). У шафа закладають осушувач повітря (концентрований розчин азотнокислого магнію, що забезпечує відносну вологість повітря 54%) і прилади для контролю температури і відносної вологості повітря (бажані провідні безперервну запис термограф і Гігрограф). Після тижневої витримки чашку з водою зважують, і за кількістю випарувалася (що пройшла через випробовуваний матеріал) води розраховують коефіцієнт паропроникності. При розрахунках враховується, що паропроникність самого повітря (між поверхнею води і зразком) дорівнює 1 мг / м годину Па. Парціальні тиску водяної пари приймають рівними р п = φр 0. де р 0 - тиск насиченої пари при заданій температурі, φ - відносна вологість повітря, що дорівнює одиниці (100%) всередині чашки над водою і 0,54 (54%) в шафі над матеріалом.
Мал. 20. Принцип вимірювання паропроникності будівельних матеріалів. 1 - скляна чашка з дистильованою водою, 2 - скляна чашка з осушують складом (концентрованим розчином азотнокислого магнію), 3 - досліджуваний матеріал, 4 - герметик (пластилін або сміливо парафіну з каніфоллю), 5 - герметичний термостатований шафа, 6 - термометр, 7 - гігрометр
Дані по паропроникності наведені в таблицях 4 і 5. Нагадаємо, що парціальний тиск парів води є відношенням числа молекул води в повітрі до загальної кількості молекул (азоту, кисню, вуглекислого газу, води і т. П.) В повітрі, т. Е. відносним рахунковим кількістю молекул води в повітрі. Наведені значення коефіцієнта теплозасвоєння (при періоді 24 години) матеріалу в конструкції обчислені за формулою s = 0,27 (λp 0 C 0) 0,5. де λ. р 0 і С 0 - табличні значення коефіцієнта теплопровідності, щільності і питомої теплоємності.
Таблиця 5: Опір паропроніцанію листових матеріалів і тонких шарів пароізоляції (додаток 11 до СНиП II-3-79 *)
Оскільки характерний рівень абсолютної вологості повітря в лазнях 0,05 кг / м³ відповідає парціальному тиску водяної пари 7300 Па, а характерні значення парціальних тисків водяної пари в атмосфері (на вулиці) складають при 50% -ної відносної вологості повітря 1200 Па влітку (20 ° С) і 130 Па взимку (-10 ° С), то характерні перепади парціальних тисків водяної пари на стінах лазень досягають значень 6000-7000 Па. Звідси випливає, що типові рівні потоків водяної пари через брусові стіни лазень товщиною 10 см складають в умовах повного штилю (3-4) г / м²час, а в розрахунку на 20 м² стін - (60-80) г / год. Це не настільки вже й багато, якщо врахувати, що в лазні об'ємом 10 м³ міститься близько 500 г водяної пари. У всякому разі при повітропроникності стін під час сильних (10 м / сек) поривів вітру (1-5-10) кг / м² годину перенесення водяної пари вітром через брусові стіни може досягати (50-500) г / м² годину. Все це означає, що паропроникність брусових стін і стель лазень не знижує істотно вологість деревини, змоченою гарячою росою при поддача, так що стеля в паровій бані і справді може намокати і працювати як парогенератор, переважно зволожуючий тільки повітря в лазні, але лише при ретельного захисту стелі від поривів вітру.
Якщо ж лазня холодна, то перепади тисків водяної пари на стінах лазні не можуть перевищувати влітку 1000 Па (при 100% -ної вологості всередині стіни і 60% -ної вологості повітря на вулиці при 20 ° С). Тому характерна швидкість висушування брусових стін влітку за рахунок паропроникнення знаходиться на рівні 0,5 г / м² годину, а за рахунок повітропроникності при легкому вітрі 1 м / сек - (0,2-2) г / м² годину і при поривах вітру 10 м / сек - (20 200) г / м² годину (хоча всередині стін руху мас повітря відбуваються зі швидкостями менше 1 мм / сек). Ясно, що процеси паропроникнення стають істотними в балансі вологи лише при хорошій ветрозащіте стін будівлі. Таким чином, для швидких просушування стін будівлі (наприклад, після аварійних протікання покрівлі) краще передбачати всередині стін продухи (канали вентильованого фасаду). Так, якщо в закритій лазні намочити внутрішню поверхню брусової стіни водою в кількості 1 кг / м², то така стіна, пропускаючи через себе водяні пари назовні, просохне на вітрі за кілька діб, але якщо брусова стіна оштукатурена зовні (тобто ветроізолірована), то вона просохне без протопки лише за кілька місяців. На щастя, деревина дуже повільно просочується водою, тому краплі води на стіні не встигають проникнути глибоко в деревину, і настільки довгі просушування стін не характерні. Але якщо вінець зрубу лежить в калюжі на цоколі або на мокрій (і навіть вологою) землі тижнями, то подальша просушування можлива тільки вітром через щілини.
- перепади тисків повітря (для оцінки переносу водяної пари разом з масами повітря - вітром) складають від (1-10) Па (для одноповерхових лазень або слабких вітрів 1 м / сек), (10-100) Па (для багатоповерхових будівель або помірних вітрів 10 м / сек), понад 700 Па при ураганах;
- перепади парціальних тисків водяної пари в повітрі від 1000Па (в житлових приміщеннях) до 10000Па (в лазнях).
На закінчення відзначимо, що в народі часто плутають поняття гігроскопічності і паропроникності, хоча вони мають абсолютно різний фізичний зміст. Гігроскопічні ( «дихаючі») стіни вбирають водяну пару з повітря, перетворюючи пари води в компактну воду в дуже дрібних капілярах (порах), незважаючи на те, що парціальний тиск парів води може бути нижче тиску насичених парів. Паропроникні ж стіни просто пропускають через себе пари води без конденсації, але якщо в якійсь частині стіни є холодна зона, в якій парціальний тиск водяної пари стає вище тиску насичених парів, то конденсація, звичайно ж, можлива так само, як і на будь-який поверхні. При цьому паропроникні гігроскопічні стіни воложаться сильніше, ніж паропроникні негігроскопіческіе.