В тепломассообмене конденсация воздуха является одной из основ теории. Учет влажности важен во многих сферах строительства и проектирования.
Перед тем как рассчитать точку росы при утеплении стен, надо разобраться, что это за показатель и какие исходные данные нужны для его нахождения.
Чтобы в доме было сухо и тепло, нужно правильно рассчитать точку росы при утеплении стен
Сферы применения
Существует немало сфер, которые учитывают эту температуру. Одна из областей − авиация. При эксплуатации самолета на некоторых его деталях может выпадать конденсат, который замораживается. Это приводит к заледенению двигателя, металлических конструкций летающего аппарата и его поломке.
В лесном хозяйстве работники по охране природы от возгорания пользуются точкой росы, чтобы вычислить класс пожарной опасности.
Специалисты высчитывают степень вероятности воспламенения лесов и разрабатывают защитные меры.
Чаще всего определение точки необходимо в строительстве и сельском хозяйстве.
Видео: Точка росы — утепляем дом с умом
Строительство
В строительстве эта величина определяется при утеплении фасадов зданий и частных построек. Если не учитывать показатель или рассчитать его неправильно, из-за оседающей влаги будет портиться материал отделки стен либо появится патогенная флора и плесень.
Сельское хозяйство
В сельском хозяйстве специалисты определяют вероятность повреждения посадок из-за погодных условий, зная точку и атмосферную влажность.
При культивировании новых растений селекционеры стараются создавать сорта, которые конденсируют влагу на вегетативных частях. Такие посадки смогут существовать при малом выпадении осадков.
Некоторые факты
Вопрос положения критической точки в стене снимается, если оклеить ее изнутри пароизоляционным материалом. Такими свойствами обладают некоторые виды отделки, например виниловые обои. Пар в конструкцию не поступает, и та будет сухой независимо от распределения температур. Исключением является случай, когда стена промерзает насквозь, а критическая точка оказывается на внутренней поверхности.
Обшивку ограждающих элементов пароизоляцией практикуют в странах Западной Европы. Но у этого решения есть недостаток: для отвода избыточной влаги приходится увеличивать кратность воздухообмена, т.е. производительность вентиляции. Это влечет за собой рост теплопотерь и, как следствие, расходов на отопление. Дом с «дышащими», т.е. паропроницаемыми, стенами обходится дешевле.
Комфортные значения для человека
Для большинства людей условия при значении точки в диапазоне +10…+15℃ оптимальные. Если показатель увеличивается, то человек чувствует дискомфорт. При значении точки меньше +10℃ среда становится сухой, а от +15℃ начинает ощущаться влажность. Если показатель выше +20℃, то становится душно. Больше остальных к параметрам среды восприимчивы люди с проблемами сердца и органов дыхания.
Значение температуры точки росы определяет уровень комфорта проживания в доме
Как рассчитать точку росы при утеплении стен
Точный расчет способен провести только специалист. Но при самостоятельном выборе утеплителя можно узнать примерные значения точки несколькими способами.
Формула расчета температуры точки росы
Расчет по формуле считается довольно точным, но дает отклонение в 0,5℃.
Формула для расчета: Tp=(b*f(T,Rh))/(a-f(T,Rh)), где:
- f(T,Rh)=(a*T)/(b+T)+ln(Rh/100);
- a = 17,27 и b = 237,7 — константы;
- Т — температура воздуха;
- Rh — относительная влажность.
С помощью онлайн-калькулятора
Не каждый человек способен рассчитать величину по формуле. Для таких случаев придумали расчетный калькулятор онлайн. Все, что нужно, − это ввести температуру и относительную влажность. Результат высветится на мониторе.
Применение приборов
Чтобы посчитать значение, сначала нужно определить параметры, по которым будет проводиться расчет. Делают это с помощью метеорологических приборов. Чтобы не пользоваться отдельно термометром и гигрометром (устройство для измерения влажности), изобрели термогигрометр. Он одновременно замеряет нужные параметры и выводит значения на экран.
С помощью термогигрометра можно произвести расчет температуры точки росы
Кроме того, существует прибор, который сам способен рассчитать точку. Инструмент подносится к нужной поверхности, фиксирует значения и сохраняет их в памяти. Результаты можно переносить на другие носители для последующего применения.
Использование данных таблицы
С помощью таблицы можно быстро определить точку, зная необходимые параметры. Искомое значение находится на пересечении столбца и строки двух показателей. Однако табличные данные дают только примерный результат.
Таблица определения точки росы
По данным таблицы при влажности 60% и температуре +20℃ значение составляет +12℃.
| Относительная влажность, % | Температура термометра, ℃ | ||||||||||
| 0 | 2,5 | 5 | 7,5 | 10 | 12,5 | 15 | 17,5 | 20 | 22,5 | 25 | |
| 20 | −20 | −18 | −16 | −14 | −12 | −9,8 | −7,7 | −5,6 | −3,6 | −1,5 | −0,5 |
| 25 | −18 | −15 | −13 | −11 | −9,1 | −6,9 | −4,8 | −2,7 | −0,6 | 1,5 | 3,6 |
| 30 | −15 | −13 | −11 | −8,9 | −6,7 | −4,5 | −2,4 | −0,2 | 1,9 | 4,1 | 6,2 |
| 35 | −14 | −11 | −9,1 | −6,9 | −4,7 | −2,5 | −0,3 | 1,9 | 4,1 | 6,3 | 8,5 |
| 40 | −12 | −9,7 | −7,4 | −5,2 | −2,9 | −0,7 | 1,5 | 3,8 | 6,0 | 8,2 | 10,5 |
| 45 | −10 | −8,2 | −5,9 | −3,6 | −1,3 | 0,9 | 3,2 | 5,5 | 7,7 | 10,0 | 12,3 |
| 50 | −9,1 | −6,8 | −4,5 | −2,2 | 0,1 | 2,4 | 4,7 | 7,0 | 9,3 | 11,6 | 13,9 |
| 55 | −7,8 | −5,6 | −3,3 | −0,9 | 1,4 | 3,7 | 6,1 | 8,4 | 10,7 | 13,0 | 15,3 |
| 60 | −6,8 | −4,4 | −2,1 | 0,3 | 2,6 | 5,0 | 7,3 | 9,7 | 12,0 | 14,4 | 16,7 |
Расчет по формуле с теми же исходными данными:
Тр=(237,7*((17,27*20)/(237,7+20))+ln(60/100))/((17,27-((17,27*20)/(237,7+20))+ln(60/100))=12℃
Из результата видно, что табличные данные и математический расчет совпадают.
Нормативные документы
Необходимость расчета точки росы регламентируется строительными нормами и правилами. СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», а также СНиП 23-02 «Тепловая защита зданий». Недостаточное утепление смещает точку росы ближе к помещению.
Так как температура в районе оконных блоков или дверей ниже, чем общая рассчитанная точка росы, то выпадение конденсата в этих сегментах неизбежно в холодное время года. Определение точки росы важно для осуществления решения, с какой стороны проводить утеплительные работы и какой толщины целесообразнее приобрести утеплитель.
Таблица. Зависимость толщины материала стены от теплопроводности
| Материал стены | Коэфф. теплопроводн.I, Вт/(м*oC) | Требуемая толщина в метрах |
| Пенополистирол | 0,039 | 0,12 |
| Минеральная вата | 0,041 | 0,13 |
| Железобетон | 1,7 | 5,33 |
| Кладка из силикатного полнотелого кирпича | 0,76 | 2,38 |
| Кладка из дырчатого кирпича | 0,5 | 1,57 |
| Клееный деревянный брус | 0,16 | 0,5 |
| Керамзитобетон | 0,47 | 1,48 |
| Газосиликат | 0,15 | 0,47 |
| Пенобетон | 0,3 | 0,94 |
| Шлакобетон | 0,6 | 1,88 |
Сведение к минимуму потерь тепла и поддержание комфортного микроклимата являются первоочередными задачами при проектировании и утеплении зданий. Соблюдение строительных правил и норм, а также санитарно-гигиенических нормативов позволит грамотно изготовить инженерную документацию и рассчитать объемы требуемых стройматериалов.
Определение положения точки росы
Перед определением положения точки в стене узнается несколько показателей:
- температура окружающей среды и в помещении;
- влажность снаружи и внутри здания;
- толщина стен.
Видео: Теплотехнический расчет. Точка Росы
В неутепленных стенах
Неизолированные стены теряют много тепла, точка находится непосредственно в ней. Материал становится влажным и покрывается плесенью. Из-за перепадов температур снаружи и внутри стена подвергается разрушению.
В утепленных снаружи стенах
В таком случае точка находится в изоляции, а стена защищается от погодных явлений. Перекрытие всегда сухое, а тепло в помещении сохраняется.
В утепленных изнутри стенах
Стена снаружи начинает замерзать и разрушаться. Между внешней частью и изоляцией накапливается конденсат, потому что точка находится посередине слоев. Это приводит к размножению патогенной флоры.
Варианты расположения проблемных зон
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.
Обратите внимание! На образование конденсата в стене влияет не только температурно-влажностный режим со стороны улицы и помещения. Определяющими факторами являются также толщина конструкции, коэффициент теплопроводности применяемых материалов.
Теплоизоляционный материал
Для защиты зданий от тепловых потерь, высокой влажности и сдвига точки его утепляют теплоизоляционными материалами. Зимой утеплитель позволяет снизить затраты на отопление, а летом сохраняет прохладу внутри помещения. Каждое изделие имеет свои области применения и свойства. В строительстве используются экологичные и удобные для монтажа материалы. Под определенные условия подбирается изоляция нужного вида.
При правильном утеплении снаружи точка росы будет располагаться внутри утеплителя
По форме материалы разделяются на:
- рулонные;
- листовые;
- сыпучие;
- единичные.
По структуре:
- волокно;
- ячейки;
- зернистые.
Сырье бывает органическим, неорганическим и смешанным.
Основные характеристики изоляционных материалов:
- теплопроводность;
- влагопоглощение;
- пористость;
- влажность;
- плотность;
- паропроницаемость;
- удельная теплоемкость;
- прочность и др.
Пеноплекс
Пеноплекс еще называют пенополистиролом. В отличие от пенного полистирола материал имеет большую плотность, меньше подвергается механическим повреждениям. Он почти не проводит пар из-за низкого коэффициента паропроницаемости. Однако относится к IV группе горючести (быстро воспламеняется).
Пеноплекс рекомендуется для наружного утепления стен
Для утепления стен, террас, лоджий, балконов выпускают пеноплекс категории «комфорт». Коэффициент теплопроводности у него в 9 раз меньше, чем у минеральной ваты. Материал требует мало времени на нагрев помещения после охлаждения благодаря низкой теплоемкости. Температурный диапазон эксплуатации составляет -70…+70℃. Пеноплекс этого вида обладает не лучшей звукоизоляцией, имеет самую маленькую плотность и меньший предел прочности по сравнению с другими материалами.
Пеноплекс для стен подойдет только в случае установки в помещении эффективной системы вентиляции для поддержания комфортной влажности.
Пласт пенополистирола шириной 2 см сохраняет тепло почти так же, как 40 см минеральной ваты или 37 см кладки кирпича.
Пенопласт
Пенопласт − это материал, отличающийся легкостью и плавучестью. Он устойчив к возгоранию, но под воздействием огня начинает плавиться. Материал прост в обработке, не подвергается заражению грибками и плесенью.
Пенопласт получается из вспененного полимерного сырья: полистирола, полиэтилена, поливинилхлорида или полиуретана. Он состоит из маленьких одинаковых шариков, которые скрепляются между собой. Для изоляции используют жесткий пенопласт, имеющий высокую плотность. Панели легко соединить с помощью каучукового или эпоксидного клея.
Для пенопласта не важен температурный диапазон, но материал подвержен механическим повреждениям.
В качестве теплоизоляции используют плиты толщиной 5 и 10 см. Но, несмотря на структуру, материал звукопроницаемый.
Пенопласт — это один из самых распространённых материалов для теплоизоляции дома
Минеральная вата
Теплоизоляционный материал состоит из спрессованных волокон. В качестве сырья применяют стекло, базальт и шлак. Исходный материал плавят и вытягивают в волокна. Их длина составляет 2-60 мм. Воздушные поры матов заполняют примерно 95% всего объема. Изделие легко производится и имеет небольшую стоимость.
Минеральная вата имеет много качеств, подходящих для утепления дома.
Благодаря своей пористости вата пропускает воздух и пар, сохраняя воздушный обмен. При этом она не горит и устойчива к влаге, обладает хорошей звукоизоляцией. Но материал имеет 2 недостатка:
- в составе содержит фенол;
- отлетающие кусочки ваты, попадая на кожу человека, вызывают зуд.
Возможные последствия
Неправильная укладка теплоизоляции может привести к неприятным последствиям. Материал наносят только на фасад, поскольку дополнительное утепление изнутри считается нецелесообразным по следующим причинам:
- Уменьшается жилплощадь.
- Замерзает стена, так как тепло от помещения не доходит до перекрытия. В результате этого конденсат проникает внутрь теплоизоляции. Стена находится во влажном состоянии и подвергается коррозии.
Некачественная укладка приводит к разрушению стены. Если поверхность под изоляцию будет неровной и старой, ее придется наносить заново, предварительно сделав ремонт. Если утеплитель снаружи дополнительно не покрыть, то за один сезон он размокнет, придет в негодность и начнет отходить от стен. Тепловой слой обязательно нужно защищать от внешней среды.
Видео: Убираем точку росы из стены
Мнение специалистов
Специалисты считают, что лучший вариант теплоизоляции − это минеральная вата. При грамотном монтаже материал не нанесет вреда и долго прослужит. Главное не допустить высокой влажности. Для этого вату дополнительно покрывают пленкой, которая ограничивает доступ влаги.
Еще один вариант − установка с двух сторон изоляции дышащих материалов, которые будут выпускать жидкость наружу. Пенопласт или пенополистирол советуют укладывать в сочетании с материалами, не пропускающими водяного пара и предотвращающими конденсацию влаги.
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.
