Расчёт точки росы

Точка росы. расчет, определение

Точка росы

Причина №1. Высокая паропрозрачность внутренних слоев конструкции позволяют создать большое давление водянных паров в прохладных и холодных слоях конструкции, что, как я уже писал, приведет к повышенной конденсации.

Решение проблемы точки росы

Добавьте слабо проницаемых слоев внутри (пароизолцию) и/или добавьте вент зазор снаружи. Эта мера позволит сдержать поток водяных паров сквозь стены. Но не стоит переусердствовать т.к запертые пары внутри комнаты будут копиться и это приведет к ухудшении качества воздуха внутри помещений.

Если условия эксплуатации здания особенно суровые (-20 и ниже), то стоит рассмотреть возможность принудительного поступления в помещение подогретого воздуха с помощью теплообменников или нагревателей. Это позволит использовать герметичные пароизоляционные материалы без риска испортить микроклимат в доме.

Как выполняется расчет теплопотерь?

Расчет теплопотерь определяется на основании температуры внутреннего воздуха, температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции и температуры уличного воздуха.

Температура внутри стен меняется линейно. Угол наклона графика зависит от значения термического сопротивления материала в разных его слоях.

Усредненное значение сопротивления теплопередачи внутри здания принимаем Ri = 0,13 м2 К / Вт. ГОСТ 8.524-85 и DIN 4108

Термическое сопротивление остальных слоев Re соответствует перепаду температур между внутренней поверхностью стены и уличным воздухом. (Т поверхности стены – T за пределами здания ) dTe.

Затем по следующей формуле:

Ri / dTi = Re / dTe

Re = Ri * dTe / dTi

Общее тепловое сопротивление R = Re + Ri

R = Ri (1 + dTe / dTi)

И, наконец, значение теплопотерь

Температура в помещении: 20 ° C

на поверхность стены: 18 ° C

температура окружающей среды: -10 ° C

Ri = 0,13 м2 К / Вт

Ri = 0,13 м2 К / Вт

R = R (1 + dTe / dТi) = 1,95 м2 К / Вт

ТП = 0,5 Вт / м2 K

Кроме теплопотерь отображаются зоны возможной конденсации .

Расчет точки росы — просто о сложном, с наглядными примерами

Расчет точки росы необходим для минимизации негативного воздействия влаги на дом. При строительстве жилых домов учитывают такие характеристики, как толщина стен, плотность материалов, теплопроводность и паропроницаемость материалов, имея эти данные, определяют, где находится точка росы в стене.

Если пренебрегать соблюдением строительных норм, дом получится недолговечным и стены будут сильнее подвержены разрушению. После постройки дома компенсировать просчеты строительства будет сложнее, поэтому поинтересоваться тем, как рассчитать точку росы лучше еще на этапе возведения здания.

Важно знать о влажности

Прежде чем браться за определение точки росы, разберём что такое влажность — это содержание водяного пара в воздухе. На количество пара в воздухе влияет температура. Например, при температуре воздуха 0 °C максимальное значение содержания паров это 4.9 г на м3, а при 20 °C уже 17 г на м3. Отсюда вывод: чем выше температура воздуха, тем выше может быть его влажность.

Человек, который живет в доме или квартире, стирает вещи, принимает душ и готовит пищу, поэтому в воздух испаряется вода. Избыточная влажность уходит через вентиляцию на улицу, но часть паров проникает в ограждения, стремясь на улицу. Но что же происходит с этой влагой дальше, читаем дальше.

Что происходит с влагой в ограждающих конструкциях

Теплые потоки водяного пара, проходя сквозь стену, устремляются на ;улицу. Снаружи стенка отдает свое тепло окружающей среде. Водяной пар, который проходит сквозь стенки охлаждается. При достижении определенной температуры пар конденсируется. Место, где конденсируется влага, принято называть точкой росы.

Что же называется точкой росы – это температура, при которой водяной пар, находящийся в воздухе, при охлаждении превращается в жидкость.

Почему пар проходит через стены?

Казалось бы, как пар может проникнуть сквозь стенку. А дело в паропроницаемости материалов, способности пропускать пар. У стройматериалов различная паропроницаемость. Зимой в отапливаемом жилом помещении содержание паров обычно выше чем на улице, а также выше температура. Вследствие чего происходит диффузия водяного пара.

Диффу́зия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие)— процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму .

Природе стремится все уравновесить. Поэтому пары сквозь ограждающие конструкции пытаются перемешаться с внешними парами, уравновесив дисбаланс.

Правило стройки: начиная с комнаты каждый последующий слой стены должен иметь большую паропроницаемость чем предыдущий. Делается это для того, чтобы пар, который попал внутрь, мог легко из неё выйти и не упереться в паронепроницаемый материал. Если допустить ошибку, конструкция может намокать с дальнейшими негативными последствиями.

Здания надежно защищают людей от мороза и ветра, но они, незаметно для человеческого глаза также подвластны влиянию перепада температур. В результате взаимодействия холодного уличного воздуха и теплого влажного внутреннего, конструкция стены способна намокать. Рекомендуется рассчитать такую конструкции, при которой возможная конденсация жидкости будет выведена за пределы стены либо в утеплитель.

Человек наблюдает эффект выпадения осадка при закипании чайника, запотевании окон во время мороза и в других наглядных ситуациях.

К чему приводит намокшая стена

При неправильной конструкции стены или повышенной влажности в помещении, пар, находящийся внутри, не успевает испаряться. Напротив, пар преобразуется во влагу, которая накапливается, приводя к плачевным последствиям. Лишняя влага приводит к разрушению стройматериалов, развитию грибков и плесени. Вот почему так важно вывести пар.

Как избавиться от проблемы

Выпадения конденсата на поверхностях избегают:

• Вентилированием помещения. Например, дом используется как временное жилье, хозяева приезжают только на выходные. За время проживания влажность повысится. Избавиться от неё следует перед отъездом, хорошенько проветрив комнаты. Вентиляцию следует оставить открытой.
• Отоплением зданий. Намокают стены или окна, значит нужно увеличить обогрев дома.
• Утеплением с возможностью пару выйти из теплоизолятора. Изолировав дом снаружи, точка росы переместится ближе к улице. В доме станет теплее, сэкономятся средства жильцов на отопление.

Особенности вычисления

Определение точки росы в стене происходит с учетом температуры, влажности воздуха внутри помещения и на улице. Чем больший перепад между комнатной и уличной температурой и чем выше уровень влажности в комнате, тем ближе к внутренней стороне стены выпадет конденсат.

Используя знания о теплопроводности строительных материалов и выбирая подходящую толщину стен, строители смещают место выпадения конденсата. Чем дальше смещена точка росы от внутренней части стенки, тем меньше конструкция будет разрушаться, и тем теплее будет в помещении.

Методы смещения

• Утолщение стены. Чем плотнее и толще материал, из которого изготовлена стена, тем больше получается теплосопротивление и тем тяжелее холодным потокам пробиться сквозь нее в дом. Ограждающие конструкции с низкой теплопроводностью делают дома теплее и комфортнее. Однако в предложенном случае конденсат при большой разнице температур внутри и снаружи возможно, появится в стене, и лишняя влага станет постепенно разрушать материалы.

• Утепление изнутри. Если утеплиться изнутри, тогда стена отсекается от внутреннего тепла. Это приведет к тому, что стена будет промерзать и разрушаться быстрее. Благодаря теплоизоляции внутри комнаты, выпадение жидкости смещается еще ближе к внутренней стороне помещения. Образующаяся внутри жидкость также увеличит теплопроводность стены. Исходя из обозначенных причин, обшивать внутреннюю часть дома утеплителем не рекомендуется.

• Внешнее утепление. Если обшить дом снаружи довольно толстым слоем изолирующего материала, при средне — низких температурах точка росы может так и не сместиться к стене. Влага будет оставаться в утеплителе и постепенно выводится, что препятствует гниению и разрушению ограждающей конструкции, а также возникновению грибка и плесени внутри помещения.

Специалисты рекомендуют обшивать здание снаружи утепляющим материалом, ведь при теплоизоляции, точка росы смещается дальше от внутренней стороны стены, что увеличивает термоизоляцию и не приводит к намоканию конструкции.

Рассчитываем точку росы

Если говорить о грубом способе расчета, то учитываю два фактора:

Таким образом, если измерить среднюю влажность воздуха, а также температуру внутри и на улице, можно определить при какой температуре начнется конденсация жидкости.

Для удобства, создана специальная таблица для вычисления точки росы.

Сопоставив полученные при измерении температуры и влажности сведения с табличными, можно определить примерное расположение точки росы в стене. Для этого сподручно нарисовать специальный график, где будет учтена толщина стены и разница внутренней и внешней температур.

Пример использования таблицы

Например температура воздуха на улице будет составлять -20⁰С, а в комнате около 21⁰С, при влажности 50% конденсация влаги будет возникать там, где температура примерно 9⁰С. Строение, которое сделано из одного материала (допустим, газобетона) пропускает потоки воздуха равномерно, а потому температура 0⁰С будет ровно посередине стены, а +7⁰С, соответственно сместиться ближе к внутренней стороне помещения. Так расположена точка росы в газобетоне в приведенном примере, вероятность возникновения грибка высока из-за накопления большого количества влаги.

Чтобы улучшить ситуацию нужно утеплить стенку достаточным слоем материала с высокой теплоизоляцией, который мало впитывает влагу. Теплоизолятор при этом должен быть теплее самой стены либо быть выложенным довольно большим слоем, чтобы точка росы сместилась к нему даже при самых низких температурах. Требуемая теплопроводность утеплителя напрямую зависит от теплопроводности материала, из которого возведена стена.

Рассчитать оптимальную толщину слоя утеплителя можно определив примерное расположение точки росы при средней зимней температуре и влажности воздуха конкретного региона. Оптимально, если конденсат всегда будет находиться вне стены или в утеплителе.

Кстати, почему рекомендуют вывести точку росы в утеплитель, ведь он намокнет и перестанет работать. Исследования показали: пористый материал свободно пропускает пар через себя, не конденсируясь, и не увлажняясь. Важно здесь то, чтобы перед утеплителем снаружи не установить барьер из материала с меньшей паропропускной способностью.

Вычисление по формуле

Точка росы для стены с утеплителем рассчитывается по следующим формулам:

Где h2, h3–толщина стены и теплоизолятора соответственно,

λ1, λ2 – теплопроводность стены и теплоизолятора соответственно,

N –отношение тепловых сопротивлений.

Где t1,t2 – температура внутренней и внешней части стен соответственно,

T1 –перепад температур в стене.

Рассчитаем на нашем примере:

Исходя из полученных сведений, составляем график, где диапазон температур T1, будет размещен в стене, а оставшиеся °C придутся на утеплитель. В нужном месте отмечаем точку росы.

Если самостоятельно затруднительно провести расчеты, можно воспользоваться онлайн-калькулятором, который примерно рассчитает положение точки росы.

Ко всему вышесказанному хочется добавить, что все приведенные примеры являются приблизительными. На деле высчитать точное местонахождение точки росы в конкретной конструкции на сегодняшний день довольно сложно. Так как влажность стены зависит от многих факторов, например таких как, попадание солнца на поверхность стены или силы ветра, обдувающего её. Все факторы сложно учесть, поэтому придерживайтесь общих рекомендаций. Нелишним будет делать вычисления с запасом.

Точка росы в стене – расчет и нахождение

Что такое точка росы

Точка росы в стене может перемещаться по ее толщине при изменении температур внутри помещения и снаружи. Например, если внутри помещения стабильная температура, а на улице похолодало, то точка росы передвинется по толщине стены ближе к помещению.

Температура предмета, на котором начнет конденсироваться пар, т.е. точка росы, зависит в основном от двух параметров:

• температуры воздуха;

Например, при температуре внутри помещения +20 град и влажности 50%, температура точки росы будет (примерно) +12,9 градусов. Если в помещении появится предмет с такой температурой или ниже, то на нем образуется конденсат.

Как выполняется расчет

В расчетах точки росы и толщины утепления не учитываются некоторые параметры, – давление, скорость движения воздуха, плотность материала. Поэтому говорить можно только о приближенных значениях. Но, это не критично, когда речь идет об определении толщины утеплителя.

Ниже приведена таблица расчетных значений точки росы в зависимости от температуры воздуха и его влажности. Это примерные значения, так как не учитывается влияние других факторов.

Например, можно определить, что для помещения с температурой внутри +22 градуса, и влажностью 60%, температура при которой будет конденсироваться водяной пар (точка росы) составит 13,9 градусов.

Стена с утеплителем – как определить место конденсации

Решить задачу нахождения точки росы в стене очень просто.

• коэффициент теплового сопротивления стены, ?1, Вт/(м•К);

В грубом приближении принимается, что температура по толщине каждого слоя будет изменяться линейно.

Пример расчета

Пример условий следующий.

Железобетонная стена h2=36 см, утеплена пенопластом h3=10 см. Коэффициент теплового сопротивления железобетона ?1=1,7 Вт/смК, пенопласта – ?2= 0,04 Вт/смК. Температура внутри t1=+20 град, снаружи t2=-10 градусов. Влажность внутри помещения и снаружи принимается одинаковой – 50%. Согласно таблицы, точка росы составит 9,3 градусов.

Тепловые сопротивления стены и утеплителя определяются как h/ ?, вт/м2К.

В данном примере тепловое сопротивление стены составит 0,36/1,7=0,21 вт/м2К., утеплителя 0,1/0,04= 2,5 вт/м2К.

Тогда перепад температур в первом слое (стена) составит, Т= t1- t2хn = 20-(-10)х0,084=2,52 град.

Пример определения места нахождения температуры конденсации внутри стены

Температура внутри +22 град, снаружи – 15 град (регион севернее), влажность – 50%, точка росы – 11,1 градусов. Стена толщиной 38 см из кирпича (1,5 кирпича +шов+штукатурка принимается все как “кирпичная кладка”).

Тепловое сопротивление стены: 0,38/0,7=0,54 вт/м2К., утеплителя 0,1/0,05= 2,0 вт/м2К.

Отношение тепловых сопротивлений первого слоя ко второму составит: n=0,54/2,0=0,27 , а перепад температур в пределах первого слоя будет Т= 22 – (-15)х0,27=9,99 град. Температура на границе слоев: 22- 9,99=12 град.

Точка росы в стене – расчет и нахождение

Какие значения нужно принимать для расчета

Обычно температура внутри помещения принимается 22 градуса, чаще у пола она ниже, а под потолком достигает 27 градусов. Для центральных регионов считается минимальной температура снаружи помещений -15 градусов, (допускается кратковременные понижения температуры до -20 – -25 градусов).

(Минимальную температуру можно выбрать самостоятельно, – какая температура держится зимой постоянно? До каких значений она опускается кратковременно?)

Где должна находиться точка росы

Утепление ограждения считается «нормальным» только когда точка росы в холодное время в основном (!) находится в утеплителе и не смещается в стену.

При максимальных отрицательных температурах, которые длятся обычно несколько дней, неделю, и наступают периодически, точка росы может смещаться и в стену.

• 1 – стена без утеплителя;

В нормативах указаны тепловые сопротивления ограждающих поверхностей для конкретных климатических зон. Этот значением уменьшать запрещает нам государство.

Расчёт точки росы

Представленный теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий является оценочным и предназначен для предварительного выбора материалов и проектирования конструкций.

При разработке проекта для проведения точного расчета необходимо обратиться в организацию, обладающую соответствующими полномочиями и разрешениями.

Расчет основан на российской нормативной базе:

• СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”
• СП 23-101-2004 “Проектирование тепловой защиты зданий”
• ГОСТ Р 54851—2011 “Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче”
• СТО 00044807-001-2006 “Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий”

Добавьте ссылку на расчет в закладки:

Или скопируйте ее в буфер обмена:

Москва (Московская область, Россия)

Жилое помещение (Стена)

Вариант “Ненормированное помещение” предназначен для эмуляции расчетов с климатическими параметрами помещений, выходящими за рамки гигиенических норм.

Расчеты при выборе этого варианта не могут расцениваться, как соответсвующие нормам, а результаты, полученные при проведении этих расчетов, не могут быть основанием для принятия того или иного проектного решения.

Слои конструкции

Со слоями и материалами, входящими в слой, возможны следующие действия (кнопки управления расположены справа от названия материала):

• Перемещение слоя – при наличии нескольких слоев возможо их перемещение относительно друг друга. Кнопки “Переместить внутрь” и “Переместить наружу”.
• Включение \ выключение слоя – позволяет на время не учитывать слой в расчетах, не удаляя его из конструкции. Кнопка “Включить слой” \ “Выключить слой”
• Редактирование параметров материала – если требуемого матерала нет в справочнике материалов, то можно выбрать другой материал и во всплывающем окне задать требуемые параметры. Кнопка “Изменить характеристики”.
• Удаление слоя – удаляет слой из ограждающей конструкции. Кнопка “Удалить слой”.

Кроме того можно заменить материал в слое, нажав на название материала в таблице и выбрав новый во всплывающем диалоге.

Как рассчитать точку росы

Во время проектирования тепловой изоляции жилых зданий специалистами всегда производится расчет точки росы с целью определения ее положения в наружной стене. Это позволяет понять, в каком месте есть большая вероятность выделения значительного количества конденсата, и таким образом выяснить, насколько выбранный материал ограждения соответствует условиям эксплуатации.

Мы не станем выкладывать здесь расчет точки росы по формулам, который принято делать в строительстве, так как он довольно сложен и громоздок. Кстати, этим пользуются многие недобросовестные продавцы стройматериалов, рассказывая нам о выделении влаги внутри тех или иных утеплителей. Цель данной статьи – помочь обычному домовладельцу самому определить точку росы в стене и использовать это на практике.

Что такое точка росы

Надо понимать, что воздух всегда содержит в себе водяной пар, количество которого зависит от многих условий. Внутри помещений пар выделяется от человека и от разных повседневных процессов его жизнедеятельности – стирки, уборки, приготовления пищи и так далее.

Снаружи содержание влаги в воздухе зависит от погодных условий, это понятно. Причем насыщение воздушной смеси парами имеет свой предел, при достижении которого начинается конденсация влаги и появляется туман.

Принято считать, что в этот момент воздух вобрал в себя максимально возможное количество пара и его относительная влажность (обозначается буквой ω) составляет 100%. Дальнейшее насыщение как раз и приводит к появлению тумана – мелких капелек воды, находящихся во взвешенном состоянии. Тем не менее всем доводилось наблюдать выпадение конденсата на различных поверхностях и без всякого тумана.

Так бывает, когда не полностью насыщенный парами воздух (влажность менее 100%) соприкасается с поверхностью, чья температура на несколько градусов ниже его собственной. Фокус в том, что воздушная смесь при различной температуре может вместить разное количество пара. Чем температура выше, тем больше влаги она может впитать. Поэтому, когда смесь с относительной влажностью 80% контактирует с более холодным предметом, то она резко охлаждается, предел ее насыщения снижается, а относительная влажность достигает 100%.

В этот момент и начинается выпадение конденсата на поверхности, возникает так называемая точка росы. Именно это явление можно наблюдать летом на траве. Утром земля и трава еще холодные, а солнце быстро прогревает воздух, влажность его около земли быстро достигает 100% и выпадает роса. Примечательно, что процесс конденсации сопровождается выделением тепловой энергии, что была затрачена ранее на парообразование. Оттого роса быстро сходит.

Получается, что температура точки росы – величина переменная и зависит от относительной влажности и температуры воздуха в определенный момент. На практике эти величины определяются с помощью различных измерителей, — термометров и психрометров. То есть, проведя измерение температуры и влажности воздуха, можно предположить, при какой температуре поверхности возникнет точка росы по таблицам, о чем речь пойдет далее.

Для справки. Чтобы определить влажность наружного воздуха, сейчас вовсе не обязательно проводить какие-то измерения, достаточно взглянуть на метеопрогноз в интернете. Там указывается и относительная влажность.

Определение точки росы

На данный момент нет смысла задумываться над тем, как рассчитать точку росы, поскольку это давно уже сделано специалистами, а результаты сведены в таблицу. В ней указываются значения температур поверхностей, ниже которых из воздуха с различной влажностью начинает выделяться конденсат.

Как видите, фиолетовым цветом здесь выделена нормативная температура в помещении в зимнее время года – 20 °С, а зеленым обозначен сектор, что охватывает диапазон нормированной влажности – от 50 до 60%. При этом точка росы колеблется от 9.3 до 12 °С. То есть, при соблюдении всех норм конденсация влаги внутри дома невозможна, поскольку в нем нет поверхностей с такой температурой.

Другое дело – наружная стена. Изнутри ее омывает воздух, нагретый до +20 °С, а снаружи – минус 20 °С, а то и больше. Значит, в толще стены температура постепенно растет от минус 20 °С до + 20 °С и в каком-то месте она обязательно будет равна 12 °С, что при влажности 60% даст точку росы. Но для этого еще нужно, чтобы водяной пар добрался до этого места сквозь материал ограждения. И тут возникает еще один фактор, влияющий на определение точки росы – паропроницаемость материала, которая всегда учитывается при строительстве.

Теперь можно перечислить все факторы, влияющие на образование влаги внутри наружных стен в процессе эксплуатации:

• температура воздуха;
• относительная влажность воздуха;
• температура в толще стены;
• паропроницаемость материала ограждения.

Примечание. Для измерения этих показателей в толще эксплуатируемых стен не существует никаких датчиков или анализаторов, их можно получить только расчетным путем.

Паропроницаемость – это характеристика, показывающая, какое количество водяного пара может пропустить через себя тот или иной материал за определенный промежуток времени. К проницаемым относятся все конструктивные материалы с открытыми порами – бетон, кирпич, дерево и так далее. В народе бытует выражение, что дома, возведенные из них, «дышат». Примерами пористого утеплителя служат минеральная вата и керамзит.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что в обычных и утепленных стенах всегда есть условия для возникновения точки росы. Вот в этом месте и появляется много небылиц и страшилок, связанных с огромным количеством воды, прямо-таки вытекающим из стен при конденсации, и растущей на них массой плесени. В действительности все не так страшно, ведь эта точка не занимает стационарную позицию в ограждении. С течением времени условия с обеих сторон конструкции постоянно меняются, отчего и точка росы в стене перемещается. В строительстве это называется зоной возможной конденсации.

Так как ограждение проницаемо, то оно способно самостоятельно избавляться от выделяющейся влаги, при этом важную роль играет вентиляция с обеих сторон. Неспроста наружное утепление стен минеральной ватой делается вентилируемым, ведь точка росы в этом случае находится в утеплителе. Если все сделано правильно, то выделяющаяся внутри ваты влага через поры покидает ее и уносится потоком вентиляционного воздуха.

Вот почему так важно устроить хорошую вентиляцию в жилых помещениях, она удаляет не только вредные вещества, но и лишнюю влагу. Стена мокнет лишь в одном случае: когда конденсация происходит постоянно и в течение длительного времени, а влаге деться некуда. В нормальных условиях материал просто не успевает напитаться водой.

Современные полимерные утеплители практически не пропускают пар, поэтому при утеплении стен их лучше располагать снаружи. Тогда необходимая для конденсации температура будет внутри пенопласта или пенополистирола, но пары к этому месту не доберутся, а потому и увлажнения не возникнет. И наоборот, утеплять полимером изнутри не стоит, так как точка росы останется в стене, а влага станет выделяться на стыке двух материалов.

Пример такой конденсации – окно с одним стеклом в зимнее время, оно не пропускает пары, отчего на внутренней поверхности образуется вода.

Внутреннее утепление осуществимо при таких условиях:

• стена достаточно сухая и относительно теплая;
• утеплитель должен быть паропроницаемым, дабы выделяющаяся влага могла покинуть конструкцию;
• в доме должна хорошо действовать вентиляция.

Заключение

Итак, точка росы внутри строительных конструкций присутствует всегда, при этом рассчитать количество образующейся влаги по формулам весьма сложно, можно лишь определить зону конденсации. А это дает возможность принять меры по удалению влаги, а иногда и вовсе предотвратить ее появление с помощью паронепроницаемых утеплителей.