Как рассчитать точку росы

Напоследок – рекомендации для тех, кто строит из газобетона:

1. Самая экономичная, быстрая в производстве и комфортная в проживании конструкция наружных стен – из газобетонных блоков плотности Д400 (D400). В нашем регионе такие блоки выпускает только под торговой маркой Твинблок; — Cтроите дом для постоянного проживания, – Вам подойдет Твинблок Д400 толщиной 400 мм;- Строите дом для сезонного проживания, – для Вас оптимален Твинблок Д400 толщиной 300 мм;
2. Газобетонные блоки нельзя класть на обычный цементный раствор. Только на специальный клей – минеральный или полиуретановый. Толщина швов – не более 3 мм;
3. Тщательно контролируйте качество заполнения швов (особенно вертикальных), чтоб не допускать «пустошовки»;
4. Не используйте металлические изделия, «прошивающие» значительную часть толщины стены. Например, металлические дюбель-гвозди для крепления утеплителя;
5. Не используйте в качестве утеплителя наружных стен пенопласт ПСБс и экструдированный пенополистирол ЭППС. Для наружных стен из газобетона плотности Д400 достаточной толщины утепление вообще не требуется;
6. Применяйте для наружной отделки стен клеи, штукатурные смеси и краски с высоким значением паропропускания;

При соблюдении этих рекомендаций можно не опасаться негативных последствий, связанных с «Точкой росы». Ее появление – естественный физический процесс. Главное – учитывать этот фактор при выборе конструктива стен и соблюдать технологию в ходе строительства!

Расположение мест с повышенным уровнем конденсации

Местонахождение точки росы определяется несколькими параметрами. Основными считаются влажность воздушных потоков во внутренних помещениях и температура нагрева. В зависимости от близости точки к внешней или внутренней обшивке, стена может быть как сухой, так и влажной. Условия, при которых происходит преобразование пара в жидкость, могут меняться. Если в комнатах фиксируется +20°С, появление капель при влажности 60% произойдет при охлаждении поверхности до величины до 12°С. При 100-процентной влажности, капли появятся на стенах, нагретых до 20° выше нуля.

На расположение точек образования конденсата оказывают влияние следующие факторы:

• Увеличение толщины стены приводит к росту теплового сопротивления. Доступ холодных воздушных масс внутрь здания становится затрудненным. При этом точка росы смещается вглубь стены и может привести к преждевременному износу утеплителя и дорогостоящему ремонту.
• Утепление с внутренней стороны позволяет отсечь стены от тепла, поступающего изнутри. В таком случае капли жидкости появляются в непосредственной близости от внутренней обшивки и также приводит к преждевременному разрушению покрытия.
• Наружное утепление считается оптимальным способом сохранить стены каркасного дома в идеальном состоянии. Точка росы остается около внешней стены, а влага постепенно выводится из утеплителя, не разрушая его и не вызывая процесса гниения.

Чем дальше расположено место преобразования пара в жидкость от внутренней стены, тем надежней и качественнее становится коттедж или частный дом. Внешняя стена, при наличии хорошего утепления, смещает место образования конденсата наружу здания и положительно сказывается на эксплуатационном ресурсе.

Способы утепления стен дома:

Наружное утепление стен

Наружное утепление считается самым эффективным, так как снаружи здание надежно защищено слоем теплоизолирующего материала от воздействия влаги и холода. Кроме того, при таком методе точка росы располагается внутри теплоизоляционного слоя. Всё тепло задерживается в конструкции стены, а влага конденсируется за ее пределами (в слое теплоизоляционного материала)

Из-за этого явления теплоизоляция может замерзать и оттаивать, но это не страшно, важно лишь предотвратить попадание влаги из изоляции в стены, для чего сам теплоизолирующий материал снаружи нужно защитить фасадным отделочным материалом, например, штукатуркой

Внутреннее утепление стен

Внутреннее утепление используют в случае, если необходимо сохранить внешний вид фасада здания, например в бревенчатом доме. Положительным моментом этого метода является возможность скрыть тепловые и электрические коммуникации. Существенным недостатком этого способа является расположение точки росы, в этом случае она будет находиться непосредственно в самом центре конструкции. Это приведет к тому, что в толщу стены не будет поступать теплый воздух, а это вызовет понижение температуры и скопление влажного холодного воздуха. Последствия такого явления — появление конденсата в толще стены, существенные теплопотери, постоянная сырость стен, и, как следствие, плесень и грибок.

Колодцевый метод утепления стен

Колодцевый метод утепления заключается в расположении теплоизолирующего материала под конструкцией навесного фасада, то есть на внешнюю сторону стен укладывается утеплитель, а затем монтируется вентилируемый навесной фасад. Однако такой метод утепления редко применяется при строительстве частных домов.

Точка росы — что это такое?

Точка росы представляет собой определенную температуру, до отметки которой должен охладиться воздух, чтобы водяной пар, который содержится в нем, конденсировался в росу.

При отсутствии теплоизоляции точка росы располагается внутри конструкции стены, и это вызывает промерзание. При устройстве теплоизоляции внутри здания тепло сохраняется внутри помещения, но точка росы не меняет своего расположения. Зона конденсации находится между стеной и слоем изолирующего материала. Устройство теплоизоляционного слоя снаружи здания полностью предотвращает промерзание и теплопотери, так как точка росы находится за пределами конструкции стен в самом материале.

Особенности внутреннего и наружного утепления стен

Наиболее эффективным вариантом утепления считается сочетание внутреннего и наружного утепления, но при соблюдении ряда важных моментов.

При утеплении всех стен дома изнутри, ограждающая конструкция не способна аккумулировать тепло, что впоследствии может привести к образованию различных грибков. Это связано с тем, что между внутренней стеной и слоем теплоизоляции будет образовываться конденсат. Недостатком только лишь внутреннего утепления является то, что сама стена здания будет расположена в зоне более низкой температуры, и все также будет подвергаться влиянию негативных атмосферных явлений.

Все эти моменты отсутствуют при утеплении дома с наружной стороны. Кроме того, устройство теплоизолирующей конструкции снаружи предотвращает отрицательное влияние окружающей среды, а это, в свою очередь, предотвращает появление грибка и продлевает срок эксплуатации самого здания. Для домов с маленькой площадью внешнее утепление экономит и без того небольшую жилую площадь

Единственным минусом утепления дома с внешней стороны является сезонность проведения работ, так как в зимнее время невозможно, да и не рекомендуется, проводить такие работы.
При сочетании двух методов утепления, то есть и внутреннего и наружного, важно знать и соблюдать некоторые пропорции. Каждый используемый для утепления зданий материал имеет свой определенный коэффициент термического сопротивления, и для наружного утепления используют материалы с большим показателем (в три раза).
Важным моментом при защите здания от скопления конденсата является правильное расположение теплоизолирующего материала

С наружной стороны на охлаждаемой поверхности располагают пористые материалы, которые легко пропускают водяной пар, а с внутренней стороны укладывают более плотный материал. Это позволит конденсату свободно испаряться, и при этом все тепло останется в доме.

Определяем место конденсации

Для того чтобы выполнить расчет необходимо знать:

• коэффициенты теплового сопротивления стены и утеплителя, λ1 и λ2, Вт/(м•К);
• толщину стены и утеплителя, h1 и h2 , м;
• температуру воздуха внутри дома, t1, °С;
• влажность воздуха, %;
• точку росы, °С;
• температуру за пределами здания, t2, °С.

Прежде чем приступить к расчету, примем, что по толщине всех слоев изменение температуры будет линейным. Необходимо найти температуру в месте соприкосновения стены и утеплителя. После этого надо будет построить график, отражающий изменение температуры по толщине стены. Построенный график поможет найти искомую точку.

Для этого следует найти отношение значение теплового сопротивления стены и утеплителя. Воспользовавшись специальной формулой, можно будет найти температуру на границе слоя. Зная температуру с одной и с другой стороны слоя, не составит труда построить линейный график. По нему можно будет отследить изменение температуры в по всей толщине стены, чтобы понять, в каком именно месте будет образовываться конденсат.

Пример расчета

Чтобы выполнить расчет, примем, что у нас есть железобетонная стена h1=36 см, утепленная пенопластом толщиной h2=10 см. У железобетона коэффициент теплового сопротивления равен λ1=1,7 Вт/смК. Для пенопласта этот показатель λ2= 0,04 Вт/смК. Внутри дома температура t1= +20 град, за его пределами – t2= -10 градусов. Влажность воздуха внутри и снаружи примем одинаковой – 50%. По таблице значение конденсации составит 9,3 градуса.

Чтобы найти тепловое сопротивление стены и утеплителя необходимо найти отношение их толщины и коэффициента теплового сопротивления h/ λ. Получаем для стены h1/λ1=0,36/1,7=0,21 вт/м²К, утеплителя h2/λ2 0,1/0,04= 2,5 вт/м²К.

Далее определяем отношение теплового сопротивления стены и пенопласта n=0,21/2,5=0,084. Учтя найденное значение, можно найти перепад температур следующим образом: Т= t1-t2n = 20-(-10)0,084=2,52 град.

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

Чтобы найти, где будет находиться искомое место, следует построить примерный график, характеризующий перепад температуры по толщине стены, проведя прямую через две точки. В том месте, где температура будет 9,3 градуса, и будет образовываться конденсат.

Анализируя полученный график, важно понять, будет ли место образования конденсации находиться в утеплителе или нет. В таком случае даже при значительном ухудшении погодных условий удастся избежать нежелательного увлажнения стены

Если же она окажется за пределами слоя теплоизоляционного материала, значит, самое время задуматься о достаточности толщины утеплителя.

Если в настоящий момент улучшить теплоизоляцию стен не представляется возможным, то единственным выходом может стать обогрев помещения. Нагревая воздух изнутри, можно будет сместить точку конденсации в направлении улицы. Как следствие, внутри здания будет находиться намного комфортнее.

Насыщенный пар, влажность воздуха

Сегодняшний урок мы посвятим обсуждению такого понятия, как влажность воздуха, и методам ее измерения. Основным явлением, влияющим на влажность воздуха, будет процесс испарения воды, о котором мы уже говорили ранее, а важнейшим понятием, которое мы будем использовать, будет насыщенный и ненасыщенный пар.

Если выделять различные состояния пара, то они будут определяться тем, в каком взаимодействии пар находится со своей жидкостью. Если представить, что некоторая жидкость находится в закрытом сосуде и происходит процесс ее испарения, то рано или поздно этот процесс придет к состоянию, когда испарение в равные промежутки времени будет компенсироваться конденсацией и наступит так называемое динамическое равновесие жидкости со своим паром (рис. 1).

Рис. 1. Насыщенный пар

Определение.Насыщенный пар – это пар, находящийся в термодинамическом равновесии со своей жидкостью. Если же пар не насыщенный, то такого термодинамического равновесия нет (рис. 2).

Рис. 2. Ненасыщенный пар

С помощью этих двух понятий мы и будем описывать такую важную характеристику воздуха, как влажность.

Определение.Влажность воздуха – величина, указывающая на содержание в воздухе водяного пара.

Возникает вопрос: почему же понятие влажности является важным для рассмотрения и каким образом водяные пары попадают в воздух? Известно, что большую часть поверхности Земли занимает вода (Мировой океан), с поверхности которой непрерывно происходит испарение (рис. 3). Безусловно, в различных климатических зонах интенсивность этого процесса различна, что зависит от среднесуточной температуры, наличия ветров и т. п. Эти факторы обуславливают тот факт, что в определенных местах процесс парообразования воды более интенсивен, чем ее конденсация, а в некоторых – наоборот. В среднем же можно утверждать, что пар, который образуется в воздухе, не является насыщенным, и его свойства необходимо уметь описывать.

Рис. 3. Испарение жидкости (Источник)

Для человека величина влажности является очень важным параметром окружающей среды, т. к. наш организм очень активно реагирует на ее изменения. Например, такой механизм регуляции функционирования организма, как потоотделение, напрямую связан с температурой и влажностью окружающей среды. При высокой влажности процессы испарения влаги с поверхности кожи практически компенсируются процессами ее конденсации и нарушается отвод тепла от организма, что приводит к нарушениям терморегуляции. При низкой влажности процессы испарения влаги превалируют над процессами конденсации и организм теряет слишком много жидкости, что может привести к обезвоживанию.

Величина влажности важна не только для человека и других живых организмов, но и для протекания технологических процессов. Например, из-за известного свойства воды проводить электрический ток ее содержание в воздухе может серьезно влиять на корректную работу большинства электроприборов.

Кроме того, понятие влажности является важнейшим критерием оценивания погодных условий, что всем известно из прогнозов погоды. Стоит отметить, что если сравнивать влажность в различные времена года в привычных для нас климатических условиях, то она выше летом и ниже зимой, что связано, в частности, с интенсивностью процессов испарения при различных температурах.

Когда можно или нельзя утеплять стены изнутри

Теперь разберем, когда можно утеплять стену изнутри, когда нельзя, от чего это зависит и как зависит. Что такое это «нельзя», какие это последствия.

Основное «можно или нельзя» заключается в том, что будет со стеной после утепления ее изнутри. Если стена будет сухая,- можно. Если стена будет сухая, и только при резком , неожиданном (которое случается раз в десяток лет) похолодании может подмокнуть,- можно пробовать утеплять изнутри (на усмотрение заказчика). Если стена стабильно мокрая весь зимний расчетный период (с обычной зимней температурой по региону),- утеплять изнутри нельзя. Как мы уже выяснили выше, эти последствия зависят от положения точки росы. А положение точки росы в стене можно посчитать, и тогда точно (ДО утепления) будет понятно, можно или нельзя изнутри утеплять конкретную стену.

Примечание: Мы такой расчет делаем, задавайте вопросы в разделе Вопрос–ответ и мы посчитаем Вашу конкретную ситуацию.

Теперь немного рассуждений на тему что влияет на возможность утепления изнутри, и как влияет. Эта часть статьи вызвана вопросами читателей, такого характера: «Почему в соседней ветке читателю можно утеплить изнутри, а мне нельзя, ведь у нас с ним (дальше варианты) одинаковая планировка квартиры, или дома построены из одного материала, или один город проживания, или одинаковая толщина стены и тд.

Давайте разбираться. Как мы уже выяснили выше, последствия внутреннего утепления зависят от:

• точки росы (температуры выпадения конденсата);
• положения точки росы в стене до и после утепления.

В свою очередь, точка росы (температура) зависит от: влажности в помещении и температуры в помещении. А влажность в помещении зависит от:

• Режима проживания (постоянно или временно);
• Вентиляции (и притока, и вытяжки, достаточно ли их по расчету ).

Подробнее в статьях Вентиляция дома. Система вентиляции частного дома.

А температура в помещении зависит от:

• Качества работы отопления;
• Степени утепленности остальных конструкций дома\ квартиры, кроме стен (потолка\крыши, окон, пола).

Положение точки росы зависит от:

• толщины и материала всех слоев стены;
• температуры внутри помещения. От чего она зависит — выяснили выше;
• температуры снаружи помещения. Она зависит от того, улица снаружи или другое помещение, а также от климатической зоны;
• влажности внутри помещения. От чего она зависит, выяснили выше;
• влажности снаружи помещения. Она зависит от того, улица снаружи или другое помещение (и от режима эксплуатации этого помещения), а также от климатической зоны.

Теперь, если собрать ВСЕ факторы влияния на точку росы

иположение точки росы , мы получим список факторов влияния, которые надо принимать во внимание при решении вопроса «можно или нельзя в конкретной ситуации утеплить изнутри конкретную стену». Вот такой список этих факторов:

• режима проживания в помещении (постоянно или временно);
• вентиляции (и притока, и вытяжки, достаточно ли их по расчету);
• качества работы отопления в помещении;
• степени утепленности остальных конструкций дома\квартиры, кроме стен (потолка\крыши, окон, пола);
• толщина и материал всех слоев стены;
• температуры внутри помещения;
• влажности внутри помещения;
• температуры снаружи помещения;
• влажности снаружи помещения;
• климатической зоны;
• что находится за стеной, улица или другое помещение (его режим эксплуатации).

Становится ясно, что двух одинаковых ситуаций по утеплению изнутри может и не быть. Посмотрим, как (приблизительно, без конкретики) выглядит ситуация, когда утепление изнутри возможно:

• помещение постоянного проживания,
• вентиляция выполнена согласно норме (для этого помещения),
• отопление работает хорошо, и выполнено согласно норме,
• остальные конструкции утеплены согласно норме,
• стена, которую планируется утеплить,- толстая, и достаточно теплая. По расчету для нее дополнительного утепления, его не должно быть боле 50мм (пенопласт, вата, ЭППС). По сопротивлению теплопередаче стена «не дотягивает» до нормы 30 и меньше %.

Если совсем упростить, то получается так: чем теплее регион, чем лучше у Вас отопление и вентиляция, чем толще и теплее стена, тем более вероятно, что утеплить изнутри можно. Я думаю, понятно, что в каждом конкретном случае нужно рассматривать свои «входящие данные» и тогда принимать решение.

Все, что написано выше, создает впечатление, что случаев, когда внутреннее утепление возможно и не вредно,- совсем мало. Это действительно так. По нашему опыту, из 100 обратившихся с идеей внутреннего утепления, только 10 могут его делать без последствий. В остальных случаях нужно утеплять снаружи.

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.

Определение понятия «точка росы»

Для того, чтобы понимать процессы, происходящие в стене, я вначале остановлюсь на таком понятии, как точка росы в строительстве.

В зависимости от расположения точки росы (дальше или ближе по толщине стены к внутреннему помещению) стена или сухая, или мокрая внутри.

Точка росы (температура выпадения конденсата) зависит от:

влажности внутри помещения;

температуры воздуха внутри помещения.

1. Если внутри помещения температура +20 градусов, и влажность внутри помещения 60%, то на любой поверхности с температурой ниже +12 градусов выпадет конденсат.

Чем ниже влажность в помещении, тем точка росы ниже фактической температуры воздуха внутри помещения.

2. При температуре внутри помещения +20 градусов, и влажности внутри помещения 40%, то на любой поверхности с температурой ниже +6 градусов выпадет конденсат.

Чем выше влажность в помещении, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха внутри помещения.

3. При температуре внутри помещения +20 градусов, и влажности внутри помещения 80%, то на любой поверхности с температурой ниже +16, 44 градусов выпадет конденсат.

Если относительная влажность составляет 100%, то точка росы совпадает с фактической температурой внутри помещения.

4. При температуре внутри помещения +20 градусов, и влажности внутри помещения 100%, то на любой поверхности с температурой ниже +20 градусов выпадет конденсат.

В каких каркасных домах чаще всего появляется конденсат?

Проблема конденсата чаще всего встречается в каркасных домах для постоянного проживания, оборудованных системой отопления. Именно отопление приводит к соприкосновению теплого воздуха с холодным

Поэтому на этапе проектирования нужно брать во внимание отопление, будущую температуру в период отопления и учитывать точку росы

Дома, которые планировались под сезонное проживание чаще всего не страдают такой проблемой: у них минимальный перепад внешней и внутренней температур. Именно поэтому в странах с теплым климатом нет необходимости в отоплении и, соответственно, проблем с конденсатом. Но если дом не дачный или сезонный, учитывать точку росы при монтаже необходимо. В Москве, Московской области и в большей части России зимой без отопления не обойтись, а отопительный сезон может длиться почти полгода и более.