Точка росы при утеплении пенопластом расчет: по математической формуле, с помощью калькулятора

Как рассчитать точку росы в стене при утеплении

При строительстве здания или отдельных его частей часто перед застройщиком возникает понятие точка росы.

Этот термин слышали все кто хоть раз менял окна, утеплял стены или менял систему отопления в своем жилье.

Итак, рассмотрим, что такое точка росы, зачем надо знать её расположение в стене и как её можно определить с помощью доступных подручных средств.

Содержание

Определяем суть термина

При высокой температуре и влажности холодные стены покрываются росой

Если выражаться простым языком, то точка росы – это момент, когда внутренняя температура помещения и влажность значительно превышают температуру поверхности перекрытия. При этом на поверхности стены неизбежно конденсируется влага из воздуха. Влияние на этот момент оказывают:

• влажность воздуха в помещении;
• температура стен или перекрытий;
• температура внутри здания.

Если в помещении влажно и жарко, то на холодном стакане сразу образуются капли росы.

Для чего данный термин используется при строительстве?Любые ограждения: стена или окно – это граница с внешним миром, а значит температура их поверхности отличается от средней в помещении.

Значит, в том месте, где на стене расположена точка росы, будет регулярно скапливаться влага. На нахождение точки росы оказывают влияние:

• характеристики используемых при строительстве материалов и их толщина;
• место монтажа, количество слоев и качество утеплителя.

Важно, чтобы точка росы находилась с внешней стороны стены здания. В противном случае мы получаем постоянно влажную поверхность и как следствие образование плесени, грибка, разрушение декоративного слоя и несущих характеристик конструкции.

Расчет точки росы

Многих владельцев квадратных метров интересует вопрос, как самостоятельно рассчитать точку росы в стене. Чисто теоретически в этом нет ничего сложного, особенно, если вы математик, физик или просто хорошо помните школьную программу.

Для этого необходимо воспользоваться формулой:

ТР = (b * λ(Т,RH))  / (a * λ(Т,RH)), где:

• ТР – искомая точка;
• а –константа равная значению 17,27;
• b – константа равная значению 237,7;
• λ(Т,RH) – коэффициент, который рассчитывается следующим образом:

λ(Т,RH) = (а*Т) / (b*T+ lnRH), где:

• Т – внутренняя температура помещения;
• RH – влажность в помещении, значение берется в долях, а не в процентах: от 0,01 до 1;
• ln – натуральный логарифм.

Если в школе вы увлекались игрой в баскетбол или чтением Достоевского больше, чем логарифмами, не расстраивайтесь. Все уже посчитано в таблице данных тепловой защиты за номером СП 23-101-2004, составленной на основании замеров и расчетов научно-проектными организациями.

Наиболее вероятные значения в средних российских условиях указаны в таблице ниже:

Если вы решите рассчитать значение, то получите данные, сходные с указанными в таблице. Кроме всего прочего, для расчета можно воспользоваться онлайн – калькулятором.

Практическое применение

Знание величины значения точки росы важно при планировании утепления здания

На практике значение термина точки росы важно при утеплении стен здания. Для обеспечения оптимальных теплоизоляционных характеристик ограждающих частей здания необходимо знать не только величину значения точки росы, но и ее положение на поверхности или в теле стены.

Современные методы строительства допускают 3 варианта проведения работ и в каждом случае точка выпадения конденсата может быть разной:

1. Здание, построенное из единого материала без дополнительной теплоизоляции. Если тело стены состоит из кирпича, камня или монолитного бетона, то при соблюдении технологии строительства в таких зданиях точка росы находится внутри стены. Её расположение тяготеет к внешнему краю поверхности. При условии снижения внешних температур точка росы будет смещаться внутрь стены. Если разница температур окажется значительной, то может наступить момент, когда точка росы окажется внутри помещения, и на стене выступит влага. Всем нам знакомая ситуация: запотевание окон зимой.

   При правильном утеплении снаружи точка росы будет располагаться внутри утеплителя

2. Здание построено с укладкой слоя внешней теплоизоляции. При правильном расчете данная теплоизоляция является оптимальной. Правильно подобранные толщины материала позволят утеплить строение, при этом точка росы будет располагаться внутри слоя утеплителя.
3. Строение с внутренним утепляющим слоем. В данном случае точка росы будет находиться близко к внутренней поверхности стены, а в случае похолодания сместится непосредственно к поверхности.

Исключение в случае с однотипной стеной составят, пожалуй, деревянные срубы. Дерево – природный материал, обладающий прекрасными качественными характеристиками низкой теплопроводности и высокой паропроницаемости. В таких зданиях точка росы всегда будет расположена ближе к внешней поверхности. Деревянные срубы почти никогда не требуют проведения работ по дополнительной теплоизоляции.

Если всё же утеплитель укладывается внутри здания, то следует провести дополнительные мероприятия:

• оставить воздушный карман между слоем теплоизоляции и облицовкой;
• предусмотреть устройство вентиляционных отверстий и обогрев помещения с дополнительным уменьшением уровня влажности.

Что делать, чтобы вывести точку росы из дома наружу?

Как правильно поступать, когда дом уже построен и эксплуатируется, а стены начали сыреть? Всё выше сказанное говорит нам о том, что необходимо изменить факторы, влияющие на точку росы. А значит, можно либо усилить отопление, чтобы снизить уровень влажности, либо снизить разницу в температуре покрытий, а именно проложить слой внешней теплоизоляции.

Варианты утепления стен

Чем толще покрытие, тем вероятнее смещение точки росы в тело теплоизоляции за пределы стены дома. Как результат, дома, хорошо утепленные снаружи, служат дольше и не требуют больших затрат на отопление.

Материал теплоизоляции

Пеноплекс рекомендуется для наружного утепления стен

Как мы уже разобрались, лучше использовать теплоизоляционный материал, который можно монтировать с наружной стороны здания. Как правило, речь идет о пеноплексе, пенопласте или минеральной вате.

Материал на основе минеральной ваты обладает хорошей паропроницаемостью. При этом частично влага задерживается в утеплителе и стекает вниз под действием силы тяжести. Утеплителю данное обстоятельство ничем не грозит, поскольку базальтовое или стеклянное волокно устойчиво к действию влаги.

Нелишним не будет устроить слой гидроизоляции в нижней части строения, чтобы предотвратить разрушение фундамента.

Материалы типа пеноплекса паронепроницаемы, поэтому при их монтаже следует оставить воздушный карман, чтобы отвести влагу с внутренней поверхности материала.

При соблюдении данных условий можно говорить о сохранности стен и эффективности утепления.

Точка росы в стене или в утеплителе

Очень вредное явление эта точка росы, увидеть его не просто, но и вычислить тоже не простая задача. Чем опасна и где она должна быть, об этом и попытаюсь рассказать.

 Понятие «точка росы» хорошо известно всем, кто хоть раз сталкивался с решением строительных задач. Место расположения точки росы варьируется – она может находиться как на наружной или внутренней поверхности стены, так и в ее толще. Выяснив, где именно находится точка росы, уже можно определить место, в котором будет конденсироваться влага. Безусловно, лучше, когда точка росы располагается снаружи здания. При соблюдении этого условия влажность внутри помещений жилого дома будет поддерживаться в нормальном состоянии, а климат будет сухим и благоприятным.

Немного теории. Наверняка, Вы знаете о таком понятии, как «относительная влажность воздуха». Но задумывались ли Вы, что оно значит на самом деле? Все просто: в воздухе постоянно содержится то или иное количество влаги, находящейся во взвешенном состоянии. Объем этой влаги имеет прямую зависимость от температуры. Чем более горячий воздух, тем большее количество влаги в нем содержится. Максимальный показатель влажности воздуха – 100%, при котором обязательно указывается, что данная влажность наступила при определенной температуре. Если привести грубые условные данные, то при t +30 °C в 1 куб. м воздуха будет находиться 1 л воды, а при t -30 °C – всего 0,5 литра (оставшиеся 0,5 л воды при понижении t выпадут в осадок).

Этим интересным свойством воздуха объясняются многие природные явления. Например, туман. Вспомните, как после длительного теплого дождя к утру температура воздуха значительно снижается и на горизонте появляется туман – это и есть та «лишняя» вода, конденсирующаяся остывающим воздухом.

К чему мы ведем? Все просто – именно благодаря этому свойству воздуха мы можем объяснить появление точки росы. Иначе говоря, образование той температуры, по достижению которой воздух уже не может удерживать находящуюся в нем воду. И это вовсе не 0 °C, при которой вода замерзает. Точка росы появляется как в связи с изменением температуры, так и из-за перемен влажности, поэтому для ее точного определения имеется ряд специальных формул и созданы особые методики. Хотя в теме нашего сегодняшнего разговора они вряд ли уместны. Остановимся на том, что в зимний период влажность воздуха будет выше снаружи помещения и продолжим наши исследования.

Направление вектора влажности внутрь стены 

В этом случае вектор влажности будет направлен, скорее всего, со стороны внутреннего помещения. При этом далеко не факт, что будет он упираться в стену. Нам любопытно, что произойдет, если стена будет более влажной, чем окружающий ее воздух? Для наглядности возьмем увлажненный кирпич или камень и поместим его в центр комнаты. Что будет дальше? Конечно, наш предмет обретет ту влажность, которая содержится в воздухе, окружающем его – т. е. он высохнет. А вектор влажности в течение всего времени, пока существует разница во влажности предмета и окружающего воздуха, будет направлен из кирпича.

Пароизолятор – пенопласт

Есть такое мнение, но оно далеко не верно. Чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть в СНиП II-3-79. Паропроницаемость пенопласта даже выше, чем у бетона (коэффициент паропроницаемости бетона – 0,03, пенопласта – 0,23). Меньше пара пропускает даже пенополистирол. Несмотря на очевидные доказательства, мнение о пенопласте как о пароизолирующем материале весьма распространено.

Любая стена, из чего бы она ни была построена, имеет ту или иную влажность. Вряд ли мы можем увидеть стену из стали или чугуна, которые влагу не впитывают, а вот все другие традиционные строительные материалы – бетон, кирпич, дерево – активно принимают в себя влагу, находящуюся в окружающем воздухе. Крайне важно учитывать этот факт, а также условия, в которых стена находится. В том случае, когда обе – внешняя и внутренняя – поверхности стены имеют одинаковую либо немного отличающуюся температуру, вся стена будет иметь влажность, идентичную влажности обтекающего ее воздуха. При таких условиях «мокрой» наша стена быть не может.

А какова температура рассматриваемой нами стены? Это вы можете узнать из расчетов, приведенных в статье. Здесь мы хотим отметить лишь то, что увеличивая теплопроводность стены, можно добиться минимальной разницы температур. А что будет, если из конструкции стены убрать утеплитель? Ведь если рассматривать его свойства, то именно утеплитель несет ответственность за приблизительное уравновешивание температур поверхности стены. Тут мы можем вспомнить про мокрый кирпич, который мы положили в помещении. Этот кирпич находился почти в таких же условиях, в каких эксплуатируется стена с утеплителем. Как будут обстоять дела, если мы удалим из стены пенополистирол?

Ситуация, честно говоря, будет не самой радужной.  При таких условиях температура внутренней поверхности стены будет +20 °C, в то время как внешняя поверхность охладится до -20 °C. Данные эти весьма приблизительны, так как из-за высокой теплопроводности стены ее внутренняя поверхность будет иметь температуру ниже, чем у окружающего ее воздуха. Но мы не будем учитывать этот факт, а предположим, что температурный разрыв именно такой. Здесь и проявятся худшие свойства точки росы. Влага будет накапливаться в толще нашей стены, и постепенно начнет проявляться на ее внутренней поверхности. И это даже не вся суть проблемы. Плохая теплоизоляция приведет к смещению точки росы к поверхности внутренней стены. Вспомним, что эта поверхность имеет меньшую, чем внутренний воздух, температуру – к примеру, +5 °C. При условии, что точка росы в теплом помещении с определенной влажностью составляет 10-12 °C, на стене начнет образовываться влага, возникающая практически из воздуха. Доказательством такого явления может служить пример трубы холодного водоснабжения, расположенной в теплом помещении – Вы наверняка замечали, что поверхность такой трубы всегда мокрая. Но влага-то не через металл проникает, а собирается из воздуха. Такие последствия влечет игнорирование утеплителя в конструкции стены – она будет не только холодной, но также мокрой.

И даже это еще не все! Еще одна проблема заключается в образовании влаги на внутренних слоях конструкции стены. Ведь при понижении температуры она станет замерзать, а уж какие последствия это повлечет, нетрудно догадаться.

Более подробную консультацию можно получить у наших специалистов в Вашем регионе

или позвонить в call-центр:
+7 923 775-13-44 / +7 923 775-13-22

Калькулятор конденсации — Инструкция по строительству

• КОНТРОЛЬ ПОТЕНЦИАЛА КОНДЕНСАТА НА СТЕНАХ – СТЕНЫ БЕЗОПАСНЕЕ (РАСШИРИТЕ ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ)

  По мере того, как энергетические нормы становятся все более строгими, утепление наружных стен становится реальностью для большего числа строителей. Тогда возникает вопрос: когда имеет смысл добавить наружную изоляцию, а когда ее можно пропустить?

  Этот пример для стены 2×4 в климатической зоне 4*

  • Восприятие: Когда вы изолируете стену, это снижает затраты на отопление и охлаждение здания. Это также (надеюсь) сделает здание более комфортным.
  • Реальность: Многие стены имеют слишком слабую теплоизоляцию и слишком много утечек воздуха. Это означает, что теплый влажный наружный воздух может попасть внутрь, достичь прохладной поверхности и сконденсироваться. Результат: поверхность (обычно стена) намокает, и начинает расти плесень и грибок.
  • Данные: На приведенном ниже примере графика показано, когда внутри полости стены может образоваться конденсат при отсутствии или недостаточной внешней изоляции. Темно-синяя линия представляет собой среднюю суточную температуру воздуха в климатической зоне 5, а светло-синяя линия представляет собой температуру внутренней поверхности наружной обшивки стен (тыльная сторона обшивки). Безопасными условиями, определяемыми как отсутствие опасности образования конденсата, являются периоды, когда голубая линия находится над розовой зоной. Как мы видим, с ноября по март возможен конденсат. Почти треть года в полости стены может скапливаться влага, конденсироваться и скапливаться жидкая вода в полости стены.

  Климатическая зона 5B – Денвер Колорадо
  Полость R-20 Изоляция без внешней изоляции

   

  При контакте теплого влажного воздуха с холодными поверхностями происходит конденсация — часто с очень серьезными последствиями. Утечки воздуха изнутри могут переносить влагу, которая конденсируется на конструкционной обшивке, вызывая повышенное содержание влаги и, возможно, даже накопление жидкой воды, что может привести к гниению и порче. Этой проблемы можно избежать, добавив наружную изоляцию, чтобы поддерживать температуру обшивки стен выше точки росы (температура, при которой вода конденсируется при определенной относительной влажности).

  Например, когда внутренняя часть здания нагревается до 70 градусов по Фаренгейту, а относительная влажность воздуха внутри составляет 30% в день, когда наружная температура составляет 30 градусов по Фаренгейту, точка росы (точка, когда пары влаги конденсируются в жидкости) составляет 37,2 градуса. Таким образом, если этот влажный воздух попадает на поверхность с температурой ниже 37,2 градусов, влага конденсируется в жидкую воду. В приведенном выше примере мы видим, что поверхность конденсации (внутри обшивки) имеет температуру 33,5 градуса по Фаренгейту

  Этот теплый влажный воздух проходит через отверстия, трещины или щели в стенах, например, вокруг электрических коробок, под основанием гипсокартон у плиты, пересечения межкомнатных перегородок и т. д. – перепадами давления воздуха, создаваемыми ветром, дымовым эффектом или механическим оборудованием. Влажный воздух проходит через щели, через проницаемые изоляционные материалы, через отверстия и несоответствия во внешнем воздушном барьере, иногда конденсируясь на обратной стороне обшивки и увеличивая влажность древесины выше безопасного уровня. В некоторых случаях в полости скапливается жидкая вода.

  Второй образец графика ниже иллюстрирует те же условия, что и предыдущий слайд, но с добавлением к стене внешней изоляции R-5. Температура внутри по-прежнему 70 градусов по Фаренгейту, относительная влажность 30%, точка росы 37,2 градуса по Фаренгейту, а снаружи по-прежнему 30 градусов:

  Климатическая зона 5B – Денвер, штат Колорадо
  Полость R-20 Изоляция с наружной изоляцией R-5

  Обратите внимание, что внешняя изоляция повысила температуру обшивки до 40,28 F, что выше точки росы 37,2 градуса. Это означает, что водяной пар не будет конденсироваться внутри полости стены; он остается подвешенным в воздухе.

  • Решение: увеличьте значение R ваших стен, добавив слой непрерывной внешней изоляции. Насколько необходима внешняя изоляция, зависит от климатической зоны, в которой вы живете, но в Международном кодексе энергосбережения 2012, 2015 и 2018 годов есть рекомендации, которым стоит следовать, особенно если ваша юрисдикция уже приняла его!
  • Важное примечание: Если в вашей климатической зоне достигается контроль за конденсацией, в Международных правилах для жилых помещений предусмотрены положения об изменении типа пароизоляции, требуемой на теплой, внутренней стороне стены, или во многих случаях полностью исключить это применение замедлитель пара.
  • Источник: Ci Labs, Джастин Уилсон

  *Климатические зоны имеют значение при выборе типа стен и стратегии изоляции. Пожалуйста, не принимайте это как дорожную карту для всех домов.

Чтобы получить результат для вашего местоположения, выберите следующее:

1. Выберите страну
2. Выберите состояние (если применимо)
3. Выберите город
4. Выберите единицу измерения
5. Теплоизоляция входной полости, значение R
6. Введите значение изоляции внешней стены

Обратите внимание, что все климатические зоны и местоположения имеют разные требования к изоляции. Пожалуйста, проверьте ваши местные строительные нормы и правила, чтобы убедиться, что ваши «общие эффективные тепловые значения стен» удовлетворены.

Изображение точки росы: эффективный способ определения ее значения — стр.

5 из 5

18 июля 2017 г.

Шаг 6: Нанесите значения температурного градиента для каждого материала на сборочный чертеж крыши
При выполнении этого шага важно помнить, что каждое значение температуры, определенное на предыдущем шаге, должно располагаться на верхней поверхности слоя материала (рис. 7).

Шаг 7: Нарисуйте линию от внутренней температуры до следующего значения и продолжайте соединять нанесенные значения температуры, пока линия не достигнет расчетной температуры наружного воздуха Этот шаг показан на рисунке 8.

Шаг 8: Определите росу точечная температура
Это можно определить с помощью психрометрической диаграммы ASHRAE, показанной на рис. 9. Температура точки росы находится на пересечении столбца расчетной температуры по сухому термометру и строки RH. В этом примере температура точки росы составляет 49 F (, т.е. 9,44 C).

В этом рабочем примере 75 F (, т. е. 22,88 C) — это температура по сухому термометру (внутренняя), а 40 F (, т. е. 4 C) специально указана как относительная влажность, поэтому линейная интерполяция не требуется. Возвращаясь к графическому изображению узла крыши, теперь можно нанести на график значение температуры точки росы и расположить его на линии градиента температуры (Рисунок 10)

Если температура точки росы находится внутри изоляции, расположенной над пароизолятором, на нижней части пароизоляционного материала не должно образовываться конденсата. Однако, если точка росы падает ниже изоляции, требуется дополнительная изоляция.

Вопросы для рассмотрения
Когда требуется дополнительная изоляция, выбирается новое количество материала и снова выполняются шаги, чтобы определить, находится ли температура точки росы в пределах изоляции. Кроме того, если температура точки росы находится в верхней части (около верхней трети изоляции), количество изоляции может быть уменьшено, если точка росы остается в пределах нормы и количество соответствует требованиям строительных норм и правил. (Опять же, нужно будет пройти все этапы с новым количеством изоляции, чтобы обеспечить приемлемые результаты температуры точки росы.)

Фактические значения относительной влажности и температуры точки росы постоянно изменяются в типичных условиях здания по мере изменения температуры окружающей среды и/или давления водяного пара в воздухе.

Проектировщик систем ОВКВ обычно определяет проектные значения для определения размеров оборудования для теплоизоляции ограждающих конструкций и контроля водяного пара. Эти расчетные значения чаще всего основаны на ожидаемых максимальных экстремальных условиях.

В связи с этим важно располагать все изоляционные плиты, пароизолирующую подложку и обшивку высокой плотности в шахматном порядке минимум на 150 мм (6 дюймов) во всех направлениях во время установки, чтобы исключить тепловые мосты.

Заключение
Почему необходимо разрабатывать иллюстрацию точки росы в графических деталях? Создание графической иллюстрации, рассмотренной в этой статье, полезно для дизайнера несколькими способами. Например:

1. Это может помочь определить, необходим ли замедлитель испарения на этапе проектирования надпалубной системы утепленной крыши.
2. Это дает проектировщику визуальную перспективу того, где находится температура точки росы в пределах визуального макета сборки системы крыши.
3. После того, как графическая иллюстрация будет завершена, можно использовать информацию, чтобы определить, требует ли проект добавления или уменьшения количества изоляции, предлагаемой для использования над пароизолятором. Этот аспект не только позволяет проектировщику определить правильное положение точки росы внутри узла крыши, но и визуально дает возможность определить, падает ли температура точки росы ниже теплой стороны пароизолятора, тем самым избегая вероятность катастрофических потерь.
4. Это также дает проектировщику возможность оценить, требует ли предлагаемый проект установки слишком большого количества изоляции над замедлителем пара. Эта оценка может привести к значительной экономии средств.