Variabilita koeficientů difuze vodní páry ve dřevě a její vliv na vlhkostní pole uvnitř vybrané konstrukce

Bc. Ondřej Maňák

Master's thesis

Variability of diffusion coefficients in wood and its influence on moisture field inside selected structure

Abstract:

Hygroskopické vlastnosti dřeva mají významný vliv na difuzi vodní páry ve dřevě. K popisu jevu difuze lze použít závislost součinitele difuzní vodivosti na parciálním tlaku vodní páry, nebo relativní vlhkosti vzduchu. Analytické vyjádření koeficientu difuze dřeva bylo modifikováno, aby bylo možno získat hodnoty součinitele difuzní vodivosti. K verifikaci byla použita pohárková zkouška při průměrných vlhkostech vzduchu 25, 62,5 a 75 %, a hodnoty z literatury. Vypočtená data tvořila vstup numerického modelu, ve kterém byl porovnán stacionární lineární výpočet s nelineárním za uvažování variability difuzních vlastností ve stavebních detailech difuzně otevřené dřevostavby. Byly prokázány rozdíly ve vlhkostních polích, které v některých případech vedou k podcenění rizika kondenzace či degradace dřevěných prvků ve stěně dřevostavby, v jiných naopak poukazují na reálně lepší schopnost dřevěných konstrukcí odvést vlhkost z interiéru stavby do exteriéru.

Abstract:

Hygroscopic properties of wood have significant impact on water vapor diffusion in this material. For the description of this phenomenon the water vapor permeability dependence on relative humidity or partial water vapor pressure can be used. Analytical expression of the diffusion coefficient of wood was modified in order to obtain values for the water vapor permeability. For the verification a cup method experiment at 25, 62.5 and 75% average relative humidity was performed and the results were compared to other researches. Calculated data formed the input of a numerical model, in which a stationary linear analysis with a nonlinear analysis was compared, taking the variability of diffusion properties into account in the construction details of vapor diffusion-open timber constructions. Differences in moisture fields were shown, which in some cases lead to underestimation of the risk of condensation or degradation of wood components in the building envelope, in other cases point to the actual better ability of wooden structures to divert moisture from the interior to the exterior of the building.

Keywords

vlhkostní pole, stacionární difuze, součinitel difuzní vodivosti, numerický model, pohárková zkouška, stavební fyzika

Keywords

steady-state diffusion, water vapor permeability, cup method, building physics, moisture field, numerical model

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Ing. Miroslav Trcala, Ph.D.
• Reader: Petr Čermák, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Master programme / field:
Wood-Working Engineering / Wood engineering