Точка росы в стене - расчет и нахождение места

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.

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;
  • 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".

    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, что бы знать в каких границах пространства будет перемещаться точка росы при изменении этих параметров.


    Расчет точки росы

    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.

    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.

    Как рассчитать точку росы в стене с утеплителем?

    • коэффициент теплового сопротивления стены, ?1, Вт/(м•К);
  • коэффициент теплового сопротивления утеплителя, ?2, Вт/(м•К);
  • толщину стены, h1, м;
  • толщину утеплителя, h2, м;
  • температуру внутри помещения, t1,град. С;
  • влажность воздуха, который будет доходить до точки росы, %;
  • точку росы для данных температуры и влажности, град. С;
  • температуру снаружи, t2, град. С.

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

    Искомая величина - температура на границе слоев стены и утеплителя. Когда она будет найдена, можно построить график изменения температур в слое «стена-утеплитель» и по нему отыскать положение точки росы.

    Для этого находится отношение теплового сопротивления стены к тепловому сопротивлению утеплителя, исходя из которого, определяется изменение температуры в одном из слоев, что даст возможность узнать температуру на границе.

    Рассмотрим на примере.

    Положение точки росы в стене

    Пример условий следующий.

    Железобетонная стена h1=36 см, утеплена пенопластом h2=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.

    Отношение тепловых сопротивлений первого слоя ко второму (стены к пенопласту) составит: n=0,21/2,5=0,084.

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

    Соответственно температура на границе слоя будет равна t1-Т=20-2,52=17,48 град.

    Теперь мы можем в масштабе построить примерный график перепадов температуры в слое стена - утеплитель и отметим на нем точку росы.

    Из примерных расчетов и примерного графика можно узнать главное – точка росы находится в утеплителе, далеко от стены, т.е. даже ухудшение условий, с учетом погрешности расчетов, не повлечет пагубного увлажнения стены.

    Пример расчета точки росы и определения места точки росы 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"). Коэффициент теплового сопротивления для кирпичной кладки - 0,7 Вт/смК, для минеральной ваты - 0,05 Вт/смК (с учетом ее увлажнения в реальных условиях эксплуатации).

    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.

    Как видим, ситуация «впритык». С повышением влажности, что обычное явление, с падением температуры внутри помещения, или в холодную зиму, точка росы будет «гулять» внутри стены. Такое утепление для относительно «теплой» кирпичной стены, уже будет считаться недостаточным, и по положению точки росы и по нормативным значениям теплопотерь, через ограждающие конструкции.

    Точку росы можно сдвинуть и нагревом помещения с помощью внутреннего отопления и его осушением. Естественно, что это крайняя мера, которую применяют лишь когда пришла пора «сушить стены».

    Какие значения нужно брать для расчета точки росы

    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).

    Для южных регионов - -7 градусов, с кратковременным понижением -15 - -20 градусов.

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

    Влажность воздуха в помещении обычно принимается средняя (но не маленькая) - 50%. Здесь обычно имеется некоторый запас, так как часто зимой воздух в помещении суше, из-за активно работающего отопления, - 30 – 40%. Но во многих домах борются с сухостью воздуха, устанавливая увлажнители и разводя растения. Оптимальная же влажность – 50%, она же и расчетная.

    Осенью и весной для пропускных утеплителей пар будет идти в обратном направлении - с улицы. Для расчета на «демисезон» по паропроницаемым утеплителям, влажность нужно принимать порядка 90%.

    Где должна находится точка росы

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

    Что значит "в основном"?

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

    Для стены из плотных тяжелых материалов, в этом нет ничего опасного. Но для стены из пористых материалов, которые как обычно очень хорошо пропускают пар и впитывают влагу, появление точки росы должны быть коротким, особенно когда они сочетаются с утеплителями-пароизоляторами. Такие стены требуют наибольшего утепления, особенно с учетом того, что они сами по себе теплые. Что бы сместить точку росы потребуется в 2 раза больше утеплителя. С паропрозрачными утеплителями, они сочетаются намного лучше, так как здесь можно осуществить вывод влаги, но только при условии отличной вентиляции утеплителя.

    Приведены наглядные графики температур для различных схем утепления. Точка росы примерно указана как 16 градусов, достигается, когда внутри дома особо комфортная обстановка +25 градусов, 55 – 60 % влажности.

    • 1 - стена без утеплителя;
  • 2 - недостаточный слой утепления - точка росы находится внутри стены. Ее постоянное нахождение вызовет намокание неплотной стены, нездоровую атмосферу, опасность разрушения материала, если стена слой утепления имеет большее сопротивление движению пара, чем сама стена (неправильное утепление);
  • 3 - достаточное утепление, точка росы в утеплителе (основное время), нормальное сохранение материалов стены и тепло в доме, если тепловое сопротивление конструкции не меньше нормативного, ведь для очень холодных стен сместить точку росы из них можно и маленьким слоем утепления ;
  • 4 - внутреннее утепление – худшее решение. Точка росы на поверхности стены или близка к этому, влечет намокание стены, и ущерб здоровью жильцов, мокрое замораживание и разрушение конструкций. Применяется в безвыходных ситуациях при условии сплошного закрытия стены утеплителем-пароизолятором, который и предотвращает проникновение пара к точке росы. Т.е. образование конденсата невозможно из-за влажности близкой к 0.

    В нормативах указаны тепловые сопротивления ограждающих поверхностей для конкретных климатических зон. Этот значением уменьшать запрещает нам государство. Чаще норматив требует меньшую толщину утеплителя, чем та, что нужна для смещения точки росы в утеплитель. Поэтому подбирать утеплитель под все поверхности в принципе желательно и по условию смещения точки росы в утеплитель. Эти значения сравниваются с нормативным требованием, а принимается, как правило, еще большее значение, кратное толщине утеплителей, который находится в продаже.

    По материалам сайта: http://teplodom1.ru