Как определить точку росы при утеплении

Расчет точки росы

Большую часть года между температурно-влажностным режимом улицы и помещения есть существенная разница. Именно поэтому в толще стен с утеплителем нередко появляются участки конденсатообразования. При изменении погодных условий они сдвигаются ближе к наружной или внутренней поверхности стены. То есть, к более холодному или теплому участку.

Пример: температура воздуха стабильно равна 25°C, а влажность – 45%. В этом случае конденсат образуется на участке с температурой 12,2°C. При повышении влажности до 65% точка росы сдвигается на более теплый участок, где 18°C.

Почему так важно знать местонахождение точки выпадения конденсата? Потому что она определяет, какой именно слой стенового «пирога» подвергается разрушающему воздействию влаги. Самый плохой вариант – когда намокает утеплитель. При таких условиях большинство теплоизоляционных материалов теряет свои свойства. Они деформируются, пропускают холодный воздух, гниют, теряют упругость. Особенно подвержена этим процессам минеральная вата.

Рассчитывают значение параметра несколькими способами. Это может быть онлайн-калькулятор, сводная таблица, специальный прибор, математическая формула.

Специальная таблица для расчета точки росы содержит приблизительные ее значения. Это обусловлено тем, что при их выведении учитывалась только температура воздуха и его относительная влажность. В левом столбце таблицы указана температура воздуха, в верхней строке – относительная влажность воздуха в процентах. На пересечении столбцов и строк как раз и получается нужное значение.

Существует несколько вариантов таблиц. Однако чаще всего диапазон температур составляет -5°C.. 30°C, а влажности – 30-95%. Применение таблицы удобно, если нужно произвести расчеты быстро. При возможности результат лучше перепроверить другим способом, например, с помощью специального калькулятора в режиме онлайн.

Математическая формула для вычисления температуры конденсатообразования – сложная и громоздкая. Для выполнения расчетов используют две константные величины, фактическое значение температуры воздуха и относительной влажности. Последнюю нужно брать в объемных долях.

В отличие от работы с таблицей, диапазон последних двух параметров больше. Формула позволяет учитывать температуру от 0 до 60°C, влажность – от 1 до 100%. Погрешность результата не превышает половины градуса Цельсия. Однако пользоваться формулой удобно лишь тогда, когда на это есть свободное время.

Специальные калькуляторы позволяют в онлайн-режиме рассчитать точку росы в стене дома. Найти их можно на специализированных сайтах. Для расчета понадобится ввести ряд исходных данных. От ресурса к ресурсу они разнятся, но стандартный набор включает в себя информацию о следующих параметрах:

  • материал стены;
  • количество ее слоев и их толщина;
  • температура снаружи и внутри дома;
  • влажность в помещении и на улице.

Как определить точку росы при утеплении

Большинство калькуляторов не просто рассчитывают нужное значение. Они также выдают графики ее возможного перемещения и зоны конденсации влаги.

Вне зависимости от способа, которым будут выполняться расчеты, понадобятся исходные данные. Для их получения нужно запастись некоторыми приборами. Так, для определения температуры подойдет обычный термометр, а для определения влажности – гигрометр. Для удобства они объединены в таком устройстве, как цифровой термогигрометр.

Если после проведения всех расчетов вас не устраивает расположение точки росы, стоит задуматься над ее смещением. Для этого можно:

  • увеличить слой утеплителя снаружи;
  • использовать материал с высокой паропроницаемостью;
  • демонтировать слой внутреннего утепления, перенеся его наружу;
  • корректировать микроклимат в помещении – установить принудительную вентиляцию, дополнительно нагревать воздух.

Подходящий вариант выбирают, исходя из климатических условий региона проживания, конструктивных особенностей дома, финансовых возможностей и используемых строительных материалов.

Игнорирование такого явления, как конденсация влаги в стеновом «пироге», может слишком дорого обойтись. Как минимум, это неприятный запах в помещении, постоянная сырость. Как максимум – большие колонии плесневых грибов, портящих внутреннюю отделку стен, разрушающих утеплитель и вредящих здоровью домочадцев. Таким образом, расчет точки росы имеет важное значение, если вы хотите возвести надежные и сухие стены для вашего дома.

Воздух в окружающей среде всегда включает в свой состав водяной пар, концентрация которого зависит от многих факторов. Внутри зданий пар выделяют люди и другие живые организмы. Также он поступает во внутренне пространство от различных повседневных процессов – стирки, глажки, уборки, приготовления еды и так далее.

Снаружи процент влаги в атмосфере находится в зависимости от погодных условий. Причем наполнение воздуха парами располагает своим пределом, при достижении которого следует процесс конденсации влаги и зарождения тумана.

В этот момент воздушная смесь впитывает в себя максимальное количество пара и ее относительная влажность составляет 100%. Последующее насыщение ведёт к возникновению тумана – мелких капелек воды в атмосфере.

Как определить точку росы при утеплении

Когда не окончательно насыщенная парами воздушная масса (влажность менее 100%) контактирует с поверхностью, чья температура на несколько градусов ниже его собственной, то конденсат образуется даже без тумана.

Дело в том, что воздух при разной температуре может вместить различное количество пара. Чем выше температура, тем больше влаги он может поглотить. Поэтому, когда воздушная смесь с относительной влажностью 80% соприкасается с более прохладным предметом, то она резко охлаждается, предел ее насыщения снижается, а относительная влажность достигает 100%.

Тогда и происходит выпадение конденсата, то есть появляется точка росы. Именно это явление можно наблюдать ранним летним утром на траве. На заре почва и трава еще холодные, а солнце быстро нагревает воздух, его влажность у земли быстро достигает 100% и выпадает роса. Процесс конденсации сопрягается с выделением тепловой энергии, которая была потрачена ранее на парообразование. Поэтому роса быстро сходит.

Таким образом, температура точки росы – переменная величина, которая зависит от относительной влажности и температуры воздуха в определенный момент. Чтобы определить точку росы и ее температуру применяют различные измерители — термогигрометры, психрометры и тепловизоры.

Точка росы зависит от относительной влажностью воздуха. Чем она выше, тем ближе ТР к фактической температуре воздуха. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой.

Предлагаем ознакомиться  Утепление бревенчатой бани изнутри и снаружи своими руками

Точка росы в строительстве необходима для того, чтобы понимать, соответствует ли степень утепления стен тому, чтобы не образовывался конденсат.

При значениях точки росы более 20 °С ощущается физический дискомфорт, воздух кажется душным; более 25 °С люди с болезнями сердца или дыхательных путей подвергаются опасности. Но такие значения достигаются очень редко даже в тропических странах.

Точка росы в каркасном доме

Сначала вычислим функцию f ( T, RH )

f ( T, RH ) = a T / ( b T ) ln ( RH / 100 ),

f ( T, RH ) = 17,27 * 21 / (237,7 21) ln ( 60 / 100) = 1,401894 (-0,51083) = 0,891068

Затем вычислим температуру точки росы

Tp = ( b f ( T, RH ) ) / ( a — f ( T, RH ) ),

Tp = (237,7 * 0,891068) / (17,27 — 0,891068) = 211,807 / 16,37893 = 12,93167 °С

Итак, результат наших вычислений Тр = 12,93167 °С.

Расчет точки росы по формулам очень сложный. Лучше воспользоваться готовыми таблицами.

Как определить точку росы при утеплении

Определить точку росы в стене очень просто. Ниже будет приведен пример, как сделать расчет. Это может сделать каждый, кто заинтересован в вопросе правильного утепления.

Точка росы — это температура, при которой водяной пар начинает конденсироваться.

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;
  • влажности 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.

Например, когда открывается холодильник, то внутри него выпадает роса из поступающего теплого воздуха. Она выглядит как «туман идущий из холодильника».

Как определить точку росы при утеплении

Если на улице холодно, то где-то в стене будет температура, при которой начнется конденсация пара, и в этой точке будет увлажнение. Если стена тонкая, «холодная», и ее внутренняя поверхность охладится до 12,9 градусов или меньше (при указанных значениях температуры и влажности воздуха), то на ней выпадет роса, она станет мокрой, и очень быстро обзаведется плесенью.

При утеплении стен, конструкций дома, полезно сделать расчет точки росы для наибольших и наименьших значений влажности и температуры, чтобы знать в каких границах пространства будет перемещаться точка росы при изменении этих параметров.

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.

Для определения точки росы в стене проще всего воспользоваться таблицами готовых примерных значений, и не пытаться самостоятельно заниматься расчетами. Тем более не стоит доверять самодельным программам из интернета, они часто не учитывают параметры и выдают ложные значения, а иногда — и по принципу случайных чисел.

Понятие о точке росы

Точка росы – это температура, при которой происходит выпадение или конденсация влаги из воздуха, до этого находящейся в нем в парообразном состоянии. Другими словами, точка росы в строительстве – это граница перехода от пониженной температуры воздуха снаружи ограждающих конструкций к теплой температуре внутренних обогреваемых помещений, где возможно появление влаги, расположение ее зависит от используемых материалов, их толщины и  характеристик, места размещения утепляющего слоя и его свойств.

Точка росы в стене без утепления

«а» – нормируемых значениях сопротивления теплопередаче для отдельных ограждающих конструкций тепловой защиты здания;

«б» – нормируемых величинах температурного перепада между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающей конструкции и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции выше температуры точки росы;

Как определить точку росы при утеплении

«в» – нормируемом удельном показателе расхода тепловой энергии на отопление, позволяющем варьировать величинами теплозащитных свойств ограждающих конструкций с учетом выбора систем поддержания нормируемых параметров микроклимата.

Требования СНиП 23-02 будут выполнены, если при проектировании жилых и общественных зданий будут соблюдены требования показателей групп «а» и «б» либо «б» и «в».

Конденсация водяных паров легче всего происходит на какой-то поверхности, однако влага может появляться и внутри толщи конструкций. Применительно к конструкции стен: в том случае, когда точка росы расположена близко или непосредственно на внутренней поверхности, при определенных температурных условиях в холодное время года на поверхностях будет неизбежно выпадать конденсат.

Появление влаги на поверхностях конструкций чревато неприятными последствиями – это создает благоприятную среду для размножения микроорганизмов, таких как грибок и плесень, споры которых всегда присутствуют в воздухе. Для того чтобы избежать этих негативных явлений, необходимо правильно рассчитать толщину всех элементов, входящих в состав ограждающих конструкций, в том числе рассчитать точку росы.

«5.2.3 Температура внутренних поверхностей наружных ограждений здания, где имеются теплопроводные включения (диафрагмы, сквозные включения цементно-песчаного раствора или бетона, межпанельные стыки, жесткие соединения и гибкие связи в многослойных панелях, оконные обрамления и т. д.), в углах и на оконных откосах не должна быть ниже, чем температура точки росы воздуха внутри здания…».

Если температура поверхности стены внутри помещений или оконных блоков будет ниже, чем расчетная величина точки росы, то конденсат с большой вероятностью будет появляться в холодное время года, когда температура наружного воздуха понизится до отрицательных значений.

Решение задачи – как найти точку росы, ее физической величины, является одним из критериев обеспечения требуемой защиты зданий от потерь тепла и поддержания нормальных параметров микроклимата в помещениях, согласно с условиями СНиП и санитарно-гигиенических нормативов.

Предлагаем ознакомиться  Пенопласт или минвата - что лучше использовать для утепления?

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.

Одно из важнейших понятий в строительстве – точка росы. На этапе утепления стен это позволяет правильно подобрать вид и толщину теплоизоляционного материала, сформировать оптимальный микроклимат внутри строения. Определить точку росы можно несколькими способами. Однако нужно также знать, что делать с полученным результатом.

Варианты расположения проблемных зон

  • конструкция сооружена без устройства дополнительного утепления – из каменной кладки, бетона, древесины и т. п. В этом случае в теплое время года точка росы располагается ближе к наружной грани, но в случае понижения температуры воздуха будет постепенно смещаться в сторону внутренней поверхности, и может наступить момент, когда эта граница окажется внутри помещения, и тогда на внутренних поверхностях выступит конденсат.
  • конструкция возведена с дополнительным слоем утеплителя с наружной стороны. При правильном расчете толщины всех материалов точка росы при утеплении пенопластом или другими видами эффективных утеплителей будет располагаться внутри утепляющего слоя, и конденсат внутри помещений появляться не будет;
  • конструкция утеплена с внутренней стороны. В этом случае граница появления конденсата будет располагаться близко к внутренней стороне и при сильном похолодании может сместиться на внутреннюю поверхность, на стык с утеплителем. В этом случае также с большой вероятностью будет возможно появление влаги внутри помещений, влекущее неприятные последствия. Поэтому такой вариант утепления не рекомендуется и производится только в тех случаях, когда нет других решений. При этом необходимо обеспечить дополнительные мероприятия для предотвращения негативных последствий – предусмотреть между утеплителем и облицовкой воздушный зазор, отверстия для вентиляции, устроить дополнительную вентиляцию помещений для удаления водяных паров, кондиционирование воздуха с уменьшением влажности.

Расположение точки росы при разных вариантах утепления стен

Рассмотрим на примере, как можно рассчитать положение границы выпадения конденсата в конструкции с наружным утеплением. Для расчета потребуются следующие данные:

  • толщина стены, включая основной материал (h1, в метрах) и утеплитель (h2, м);
  • коэффициенты теплопроводности для несущей конструкции (λ1, Вт/(м*°C) и утеплителя (λ1, Вт/(м*°C);
  • нормативная температура в помещении (t1, °C);
  • температура воздуха снаружи помещений, принимаемая для наиболее холодного времени года в данном регионе (t2,°C);
  • нормативная относительная влажность в помещении (%);
  • нормативная величина точки росы при данных температуре и влажности (°C)

Условия для расчета примем следующие:

  • стена кирпичная толщиной h1 = 0,51 м, утеплитель – пенополистирол толщиной h2 = 0,1 м;
  • коэффициент теплопроводности, установленный по нормативному документу для силикатного кирпича, укладываемого на цементно-песчаном растворе, согласно таблице приложения «Д» СП 23-101-2004 λ1 = 0,7 Вт/(м*°C);
  • коэффициент теплопроводности для утеплителя ППС – пенополистирола, имеющего плотность 100 кг/м² согласно таблице приложения «Д» СП 23-101-2004  λ2 = 0,041 Вт/(м*°C);
  • температура внутри помещений 22 °C, как установлено нормативами в пределах 20—22 °C по таблице 1 СП 23-101-2004  для жилых помещений;
  • наружная температура воздуха –15 °C для наиболее холодного времени года в условной местности;
  • влажность в помещениях – 50%, также в пределах нормативной (не более 55% согласно таблице 1 СП 23-101-2004) для жилых помещений;
  • величина точки росы для приведенных значений температур и влажности, которую берем по вышеприведенной таблице – 12,94 °C.

Вначале определяем тепловые сопротивления каждого слоя, составляющего стену, и отношение этих значений друг к другу. Далее рассчитываем перепад температур в несущем слое кладки и на границе между кладкой и утеплителем:

  • тепловое сопротивление кладки рассчитывается как отношение толщины к коэффициенту теплопроводности: h1/ λ1 = 0,51/0,7 = 0,729 Вт/(м²*°C);
  • тепловое сопротивление утеплителя будет равно: h2/ λ2 = 0,1/0,041 = 2,5 Вт/(м²*°C);
  • отношение тепловых сопротивлений: N = 0,729/2,5 = 0,292;
  • перепад температур в слое кирпичной кладки составит: Т = t1 – t2xN= 22 — (-15) х 0,292 = 37 х 0,292 = 10,8 °C;
  • температура на стыке кладки и утеплителя составит: 24 – 10,8 = 13,2 °C.

По результатам расчета построим график изменения температуры в массиве стены и определим точное положение точки росы.

График изменения температуры в толще стены и расположение точки росы при утеплении снаружи

Как определить точку росы при утеплении

По графику мы видим, что точка росы, величина которой составляет 12,94 °C, находится в пределах толщины утеплителя, что является оптимальным вариантом, но очень близко к стыку между поверхностью стены и утеплителем. При снижении наружной температуры воздуха граница выпадения конденсата может смещаться на этот стык и далее внутрь стены. В принципе, это не вызовет особых последствий и конденсат на поверхности внутри помещений образовываться не может.

Условия расчета были приняты для средней полосы России. В климатических условиях регионов, расположенных в более северных широтах, принимается большая толщина стены и, соответственно,  утеплителя, что позволит обеспечить расположение границы образования конденсата в пределах утепляющего слоя.

График изменения температуры в толще стены и расположение точки росы при утеплении изнутри

Мы видим, что граница выпадения конденсата из воздуха в этом случае сместится почти на внутреннюю поверхность и вероятность появления влаги в помещении при понижении температуры снаружи намного повысится.

Предлагаем ознакомиться  Пол в срубе как утеплить

Если вам необходимо рассчитать точку росы, калькулятор для быстрого определения ее величины находится на портале.

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.

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.

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.

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.

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.

Точка росы имеет свойство смещаться, однако чаще всего выделяют три зоны ее расположения:

  • Ближе к наружной поверхности стены. Такой вариант имеет место, если стена не утеплена. Появление проблемной зоны возможно также при наружном утеплении недостаточной толщины.
  • Ближе к внутренней поверхности стены. При отсутствии утепления конденсат в этом месте легко образуется в период похолодания. Внутреннее утепление смещает участок конденсатообразования в область между поверхностью стены и утеплителем. При наружном утеплении это явление встречается редко, если все расчеты были выполнены правильно.
  • В толще утеплителя. Для наружной теплоизоляции это оптимальный вариант. При внутреннем утеплении велик риск появления со стороны комнаты плесени и, как следствие, нарушения микроклимата.

Точка росы и паропроницаемость конструкций

При проектировании ограждающих конструкций, обеспечении нормативной тепловой защиты помещений большое значение имеет учет паропроницаемости материалов. Величина паропроницаемости зависит от объема водяных паров, которые может пропустить данный материал в единицу времени. Практически все материалы, используемые в современном строительстве, – бетон, кирпич, древесина и многие другие – имеют мелкие поры, через которые может циркулировать воздух, несущий водяные пары.

  • не должно быть препятствий для удаления влаги в случае ее конденсации на одной из поверхностей или внутри материала;
  • паропроницаемость ограждающих конструкций должна увеличиваться со стороны внутренних помещений наружу;
  • тепловое сопротивление материалов, из которых сооружаются наружные стены, также должно возрастать по направлению к внешней стороне.

Схема паропроницаемости стен

На схеме мы видим правильный состав конструкции наружных стен, обеспечивающий нормативную тепловую защиту внутренних помещений и удаление влаги из материалов при ее конденсации на поверхностях или внутри толщи стены.

Все современные конструкции наружных стен базируются на этих принципах. Однако некоторые утеплители, которые включают в состав конструкции стен, обладают почти нулевой паропроницаемостью. Например, пенополистирол, имеющий замкнутую ячеистую структуру, не пропускает воздух и, соответственно, водяные пары.

Небольшой экскурс в физику явления

Точка росы – это температура воздуха, при которой излишки содержащейся в нем влаги выпадают в виде конденсата. Почему ее становится слишком много? Дело в том, что теплый воздух удерживает большое количество водяных паров, холодный – гораздо меньше. Именно эта разница при перепаде температур образует конденсат. Примером явления служат капли воды на холодных водопроводных трубах или окнах, туман.

Что еще нужно знать про точку росы:

  • Чем выше влажность, тем она ближе к температуре воздуха, и наоборот.
  • Ее значение не может быть выше температуры воздуха.
  • Конденсат всегда появляется на холодных поверхностях. Это объясняется тем, что теплый воздух рядом с ними охлаждается, и его влажность снижается.

Единица измерения точки выпадения конденсата – градусы Цельсия.

You May Also Like

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector