Kondenzacija na staklenim površinama, rosa na staklu.

alumil-srbija-alu-profili

KONDENZACIJA NA STAKLENIM POVRŠINAMA:
Sadržaj vlage u atmosferskom vazduhu igra značajnu ulogu u meteorologiji i u životu organizama, kao i kod mnogih drugih pojava u prirodi. Količina vlage u atmosferskom vazduhu se menja sa vremenom i mestom, a promene se dešavaju usled različitih uzroka i okolnosti. U otvorenom prostoru voda isparava na svakoj temperaturi, te će atmosferski vazduh uvek sadržati manje ili više vlage. Vazduh može da prima vlagu u sebe sve dok ne bude istom zasicen, odnosno dok se u vazduhu ne uspostavi napon pare, koji odgovara njegovoj temperaturi. Napon vodene pare je za datu temperaturu isti kao za prazan prostor, tako i za prostor ispunjen vazduhom, ali se u vazduhu napon pare uspostavlja lagano. Vodena para koja se oslobodi sa površine vode ili vlažnih predmeta širi se dalje u vazduh putem difuzije koja ide lagano, te se napon pare u vazduhu ne može brzo uspostaviti. Sem toga, usled isparavanja, voda gubi toplotu, a njena temperatura se snižava, što takode utice na smanjivanje brzine uspostavljanja zasićene pare u vazduhu. Kada bi u atmosferi vladala uvek ista temepratura cela atmosfera bi pre ili posle bila zasicena vlagom . Medutim temperatura atmosfere,a naročito prizemnog sloja se stalno i znatno menja. Napon vodene pare zavisi od temperature, na OoC napr. iznosi svega 6,13mbara, dok na 30°C ima vrednost 42,29mbara. Kolicina vlage koju može vazduh da primi srazmerna je naponu pare, te će i ona rasti sa temperaturom. Prema navedenim vrednostima za napon pare, vazduh na 30°C može da primi oko 7 puta više vodene pare,nego vazduh na OoC. Količina vodene pare koju sadrži 1m3 vazduha zove se apsolutna vlažnost vazduha. Ona se može odrediti propuštanjem vazduha preko apsorbenta za vlagu. Merenjem težine apsorbenta, pre i posle propuštanja vazduha, dobija se količina vodene pare koju je propušteni vazduh zadržao. Za pojave u atmosferi život organizma mnogo važniju ulogu igra relativna vlažnost vazduha, koja predstavlja odnos imedu apsolutne vlažnosti i maksimalne kolicine vodene pare M, koju vazduh može da primi na toj temperaturi. Ona se obično izražava u procentima. Relativna vlažnost biće, prema tome: =m/M x 100
Brzina isparavanja vode u otvorenom prostoru zavisi od relativne vlažnosti vazduha, koji se oko nje nalazi. U potpuno suvom vazduhu (relativna vlažnost 0%) brzina isparavanja je najveca. Ukoliko je vazduh bliže svome zasicenju tj. ukoliko relativna vlažnost raste, brzina isparavanja opada, tako da isparavanje potpuno prestaje, kada je vazduh zasicen (j=100%). Kada je relativna vlažnost mala, isparavanje vode živih organizama i biljaka je intenzivnije i vlažni predmeti se brzo suše. Vazduh je tada 'suv'. Na vlažnom vazduhu isparavanje je vrlo sporo, relativna vlažnost je velika i približuje se vrednosti zasićenja 100%, te mali pad temperature dovodi do zasićenja i dalje kondenzovanja vodene pare. Sa izvesnom apsolutnom vlažnošcu vazduh npr. u hladnim danima može biti vlažan i imati veliku relativnu vlažnost, dok će pri istoj apsolutnoj vlažnosti u toplim danima biti suv i imati malu relativnu vlažnost.lz ovoga je jasno zašto je relativna vlažnost od većeg znacaja za pojave u atmosferi. Ako menjamo temperaturu vazduha koji sadrži izvesnu količinu vlage, njegova apsolutna vlažnost ostaje ista pod predpostavkom da se ne vrši dovođenje ill odvođenje vlage. Medutim prilikom zagrevanja takvog vazduha njegova relativna vlažnost opada i on postaje 'suvlji'. Pri hlađenju relativna vlažnost raste sve do zasićenja, odnosno tačke rose kada postigne maksimalnu vrednost od 100%.
Uticaj kondenzacije na stvaranje atmosfere pogodne za život i rad
Vlažnost vazduha u radnoj ili stambenoj prostoriji je pored temperature, jedan od elemenata koji utiču na stvaranje atmosfere pogodne za život i rad. Ako je sadržaj vlage u prostoriji nizak, disajni putevi se suše, što utiče na stvaranje napregnutosti. Visoka vlažnost, sparna atmosfera takođe je neprijatna. Granice u kojima se čovek oseća ugodno kreću se izmedu 30 i 65 % relativne vlage. S druge strane, teži se da kada je hladno ne dođe do zamagljivanja prozora. Postavlja se pitanje pod kojim uslovima dolazi do zamagljivanja? Vazduh sadrži uvek izvesnu količinu vodene pare, a maksimalna količina vlage koju može da primi određena količina vazduha zavisi od temperature. Ukoliko je sadržaj na određenoj temperaturi manji od maksimalnog, znači da je vazduh nezasićen vodenom parom. Ako vazduh sadrži više vodene pare nego što odgovara odredenoj temperaturi onda je prezasićen, i višak se izlučuje u vidu finih kapljica. Ako se vazduh hladi, a pri tome mu se ne menja apsolutna vlažnost, u jednom momentu, na određenoj temperaturi postaje zasićen. Pri daljem hlađenju dolazi do kondenzacije, tj. višak vlage se izdvaja na okolnim predmetima u vidu rose, te se ova temperatura naziva tačka rose. Isti uslovi vladaju na površini staklenog okna, ako temperatura stakla zbog hladenja hladnim vazduhom spolja (zimi) opadne ispod temperature zasićenog vazduha (u prostoriji koja je zagrejana), tj. prekorači se tačka rose, vlaga iz vazduha će se kondenzovati na unutrašnjoj površini stakla i u tom slučaju staklo će zamagliti. Da bi se sprečila kondenzacija na površinama stakla okrenutim prema prostoriji potrebno je da temperatura u prostoriji bude iznad vrednosti dobijene po obrascu:
ttr = tu - (tu - ts) k/ ,
gde je:
• ttr - temperatura tačke rose za vazduh u prostoriji, °C
• tu - temperatura vazduha u prostoriji, °C
• ts - temperatura spoljašnjeg vazduha, °C
• k - koeficijent prolaza toplote kroz staklenu površinu, W/m2K
• - koeficijent prolaza toplote sa vazduha na staklo sa unutrašnje strane(iz prostorije), W/m2K
Ako je kod termoizolacionog stakla koeficijent prolaza toplote relativno mali, tj. hlađenje slabije, do kondenzacije može doći tek pri vrlo niskim temperaturama, a kada će doći do zamagljivanja zavisi i od vlažnosti vazduha u prostoriji. Analizu kondenza na izolacionom staklu iznutra treba posmatrati ne samo u funkciji transmisionih gubitaka toplote nego i u funkciji vazdušne propustljivosti. Vazdušna propustljivost se karakteriše za prozor u proizvodnom smislu i izražava se koeficijentom a•[m3/mhPa2/3] koji karakteriše propustljivost fuga prozora. Pravi pokazatelj propustljivosti vazduha je broj izmena vazduha na sat n (i/h) koji pokazuje koliko puta se izmeni zapremina vazduha u stanu.
Broj izmena vazduha je karakteristika i proizvedenog i ugradenog prozora. Prema odluci Skupštine grada Beograda, a poštujući JUS U. J5. 100 da broj izmena vazduha u stanu mora da bude n < 2 (i/h) beogradske elektrane ne bi trebale u takve zgrade da puste grejanje. Pokazano je da su gubici nedozvoljenom infiltracijom vazduha veći od svih ostalih gubitaka energije u stanu. DIN 4701 je još strožiji i on predviđa oko 1 i/h. Bivši DIN (1983) je predlagao broj izmena od 0,3 - 0,5 i/h. Naknadnom analizom je utvrdeno da ovaj broj izmena ne garantuje odgovarajuću mikroklimu prostoru. Dolazi do pojave povećane koncentracije CO i C02 u prostoru. Rezultat povećanog broja izmena vazduha je loša zaptivenost izmedu rama i zida, kao i loša zaptivenost izmedu rama i krila, kao i izmedu krila i izolacionog stakla, a manifestuje se povećanim gubicima energije zimi i povećanim prilivom energije leti (otežan rad klimatizacionog postrojenja). Ukoliko je smanjena infiltracija vazduha, manji broj izmena vazduha na sat, onda je i mogućnost pojave kondenzacije na staklima sa unutrašnje strane povećana. Treba naglasiti da je koeficijent otpora propustljivosti vodene pare kod stakla beskonačan, što znači da staklo ni malo ne propušta vodenu paru. Ukoliko je povećan broj izmena sem većih energetskih gubitaka do pojave kondenzacije na staklima teže dolazi, pošto veća količina vazduha nastrujava i može da primi u sebe vlagu. Do pojave kondenzacije na staklu sa unutrašnje strane može doći i ako je povećana vlaga u prostoru usled nekontrolisanog isparavanja kod kuvanja, sušenja veša, vlage u zidovima, povećanog broja saksija sa cvećem i eventualno povećanog broja Ijudi. Interesantna je pojava kondenza ako su zidovi vlažni, a na njima postoji parna (aluminijumska i plastična) brana. Isparena voda u vidu vlage ulazi u unutrašnji prostor i usled snižavanja temperature u toku noći i jutarnjih sati kondenzuje na najosetljivijem energetskom mestu (staklu). Ovi problemi se rešavaju dodatnim zagrevanjem vazduha ili povremenim provetravanjem, otvaranjem prozora na kipu na kratko. Na taj način je obezbeden zdrav vazduh i otežana kondenzacija na unutrašnjoj strani stakla.
Navešćemo primer pri kojoj relativnoj vlazi dolazi do rošenja na staklu.
Temperatura vlažnog vazduha u nekoj prostoriji iznosi tA = 25°C,a pritisak pA=1bar, dok je temperatura unutrašnje površine stakla na prozoru površlne stakla na prozoru ts=15°C. Potrebno je odrediti najveću relativnu vlažnost pri kojoj još neće doći do rošenja stakla. Parcijalni pritisak pregrejene vodene pare u nezasićenom vlažnom vazduhu, stanja A jednak je parcijalnom pritisku suvozasićene vodene pare zasićenog vlažnog vazduha, temperature ts=15°C, jer se hladjenjem vlažnog vazduha u nezasicenom podrucju ne menja apsolutna vlažnost, pa ni parcijalni pritisak vodene pare.