Как рассчитать точку росы в стене при утеплении

Как рассчитать точку росы в стене при утеплении

Как рассчитать точку росы в стене при утеплении
СОДЕРЖАНИЕ
0

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;

«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».

Как рассчитать точку росы в стене при утеплении

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.

Определяем суть термина

температура и влажность
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.

Расчет точки росы

дом расчеты

Здесь мы рассмотрим, как рассчитать точку росы несколькими способами:

  • с помощью таблицы нормативного документа;
  • по формуле;
  • с помощью онлайн-калькулятора.
Предлагаем ознакомиться:  Шибер на дымоход своими руками

Расчет точки росы при утеплении дома может быть произведен с помощью  таблицы нормативного документа СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» (Москва, 2004 г.)

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.

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.

Определение положения точки росы в стене

Для того чтобы обеспечить нормальные качества ограждающих конструкций по теплозащите, нужно не только знать величину значения температуры выпадения конденсата, но и ее положение в пределах ограждающей конструкции. Сооружение наружных стен сейчас производится в трех основных вариантах, и в каждом случае расположение границы выпадения конденсата может быть разное:

  • 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)
Предлагаем ознакомиться:  Чем обработать сруб внутри дома после шлифовки

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

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.

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

Предлагаем ознакомиться:  Что такое гильза для труб

Практическое применение

утепление стен здания
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.

запотевание окна

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.

    дом утеплен
    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.

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.

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.

роса образование
Варианты утепления стен

Материал теплоизоляции

пеноплекс слои
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.

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.

Комментировать
0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно

Чем полезна баня для женщины Полезное
0 комментариев

Как осина чистит дымоход Полезное
0 комментариев

Отводим воду от отмостка Полезное
0 комментариев
Adblock detector