Расчет
В реальности распределение температур отличается от описанного выше, потому правильная методика расчета намного сложнее.
Для обывателя более удобен практический метод определения точки росы, для которого понадобятся:
- бесконтактный термометр (пирометр);
- обычный бытовой термометр;
- гигрометр (измеритель относительной влажности).
Метод состоит в следующем:
- гигрометр и бытовой термометр располагают на высоте 50-60 см над полом (проконтролировать рулеткой);
- опираясь на снятые показания, по таблицам определяют абсолютную влажность и точку росы (tr);
- пирометром определяют температуру t поверхности стены на том же уровне в нескольких точках.
Если t близка к tr (менее 4С), это свидетельствует о высокой вероятности конденсатообразования на поверхности стены. Рекомендуется утеплить ее снаружи подходящим по паропроницаемости теплоизолятором.
Как рассчитать точку росы
Проведение расчётов вручную по формуле – довольно точный способ. Однако для использования формулы предварительно надо определить несколько других показателей. Выглядит формула следующим образом.
Формула для расчёта точки росы
Как видно из рисунка, a и b – постоянные величины. Т – температура воздуха. Rh – относительная влажность воздуха. Такой метод подсчёта даст результат с погрешностью в 0,5ºС.
Поскольку расчёт с помощью формулы вручную подходит не всем (из-за недостаточных знаний в математике либо отсутствия времени), в сети Интернет в открытом доступе размещены онлайн-калькуляторы, которые рассчитывают точку росы на основании введённой информации. Пользоваться ими совершенно несложно: надо только ввести исходные данные (температура атмосферного воздуха и относительная влажность). Результат расчётов появится на экране.
Увязать показатель точки росы и предполагаемые последствия неправильного утепления под силу не каждому. Для этого нужны специфические знания в физике и строительстве. Поэтому помимо обычных калькуляторов, рассчитывающих эту величину, созданы программы с расширенными возможностями. Они также находятся в свободном доступе и ими можно воспользоваться в режиме онлайн.
Такие программы при расчёте учитывают множество параметров:
Населённый пункт, в котором построено (строится) здание. Тут же появляется статистика среднемесячных температур, относительной влажности, давления в этом регионе.
Вид помещения. Очевидно, что влажность воздуха в ванной будет выше, чем в комнате, а это в свою очередь влияет на вид допустимого утеплителя.
Тип конструкции. Здесь на выбор предлагается стена, перекрытие, чердачное перекрытие и другие позиции.
Слои конструкции
Здесь принимается во внимание, что находится за утепляемой стеной – другое помещение либо улица.
Материал перекрытия или стены.
Температура и относительная влажность внутреннего и наружного воздуха.
При необходимости быстро получить значение точки росы применяются таблицы. Данные таблиц весьма неточные и дают приблизительный результат. Зато пользоваться ими легко и быстро: достаточно только найти нужную ячейку на пересечении столбца и строки с нужной температурой и относительной влажностью воздуха.
Таблица 1. Определение точки росы по двум показателям.
Определение точки росы по двум показателям
В метеорологии придуманы специальные инструменты, позволяющие определить точку росы. Однако даже для расчёта по математической формуле или любым другим методом, описанным выше, нужны свои инструменты.
Температура измеряется термометром, влажность – гигрометром. Для удобства в данном случае подойдёт инструмент, способный замерять и температуру, и влажность воздуха – цифровой термогигрометр.
Этот инструмент сочетает в себе функции градусника и гигрометра
Кроме того, существуют приборы, сочетающие в себе несколько функций: измерение температуры, влажности, расчёт точки росы и запоминание информации.
Включите прибор
Обратите внимание на заряд батареи. Так выглядит один из популярных приборов
Поднесите наконечник сенсора к исследуемой поверхности под прямым углом
Правильное положение прибора обеспечит точность замеров
Чтобы зафиксировать данные замера, нажмите кнопку Hold в меню. Так Вы сможете ознакомиться с результатом в комфортном положении прибора. Зафиксировать – еще не значит сохранить
Для сохранения данных нажмите кнопку Save. Возможность сохранения избавляет от необходимости записывать данные в блокнот
При необходимости перенести информацию на компьютер подключите прибор к сети через USB. Подключить измеритель точки росы к компьютеру не сложнее, чем мобильный телефон
Скопируйте данные на компьютер. Компьютер – надежное хранилище данных
Работа с приборами для измерения точки росы проста даже для человека без специальной подготовки. Интерфейс интуитивно понятен, а при возникновении вопросов следует обратиться к инструкции.
Предлагаем ознакомиться Доска с пазом и гребнем
Миф о причинах выпадения конденсата
Многие ошибочно полагают, что образование конденсата – это недостаток пластиковых окон, ведь на деревянных конструкциях этого не наблюдалось. Это абсолютно неверно. Все дело в том, что у устаревших деревянных конструкций, которым была присуща естественная вентиляция, воздухопроницаемость составляла 0,4 м²чПа/кг. Избыточная влага вместе с теплым воздухом сквозь щели и структуру самого дерева выходила наружу, а на смену приходил более холодный, но и более сухой наружный воздух, на нагрев которого приходилось тратить дополнительную тепловую энергию. Это было и причиной увеличения затрат на теплоснабжение. У ПВХ окон показатель воздухопроницаемости существенно ниже, всего 1 м²чПа/кг, что обеспечивает герметичность конструкции. Однако в этом случае влага остается внутри помещения и при повышенной влажности оседает капельками воды на холодных поверхностях.
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
В нормативном документе СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» и СНиП 23-02 «Тепловая защита зданий» регламентируются условия, касающиеся учета и величины точки росы:
«6.2 В СНиП 23-02 установлены три обязательных взаимно связанных нормируемых показателя по тепловой защите здания, основанные на:
«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».
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. Если ограждающие конструкции недостаточно утеплены или сооружены вообще без устройства дополнительного утепляющего слоя, то точка росы всегда будет расположена ближе к внутренним поверхностям помещений.
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.
Согласно указаниям нормативного документа СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»:
«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.
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.
Теперь немного рассуждений на тему что влияет на возможность утепления изнутри, и как влияет.
Эта часть статьи вызвана вопросами читателей, такого характера: «Почему одним 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.
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 ).
А температура в помещении зависит от:
Качества работы отопления.
Степени утепленности остальных конструкций домаквартиры, кроме стен (потолкакрыши, 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.
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 домаквартиры, кроме стен (потолкакрыши, окон, пола);
толщина и материал всех слоев стены;
температуры внутри помещения;
влажности внутри помещения;
температуры снаружи помещения;
влажности снаружи помещения;
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 %.
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.
Определение точки росы
Как видите, фиолетовым цветом здесь выделена нормативная температура в помещении в зимнее время года – 20 °С, а зеленым обозначен сектор, что охватывает диапазон нормированной влажности – от 50 до 60%. При этом точка росы колеблется от 9.3 до 12 °С. То есть, при соблюдении всех норм конденсация влаги внутри дома невозможна, поскольку в нем нет поверхностей с такой температурой.
Другое дело – наружная стена. Изнутри ее омывает воздух, нагретый до 20 °С, а снаружи – минус 20 °С, а то и больше. Значит, в толще стены температура постепенно растет от минус 20 °С до 20 °С и в каком-то месте она обязательно будет равна 12 °С, что при влажности 60% даст точку росы. Но для этого еще нужно, чтобы водяной пар добрался до этого места сквозь материал ограждения. И тут возникает еще один фактор, влияющий на определение точки росы – паропроницаемость материала, которая всегда учитывается при строительстве.
Теперь можно перечислить все факторы, влияющие на образование влаги внутри наружных стен в процессе эксплуатации:
- температура воздуха;
- относительная влажность воздуха;
- температура в толще стены;
- паропроницаемость материала ограждения.
Паропроницаемость – это характеристика, показывающая, какое количество водяного пара может пропустить через себя тот или иной материал за определенный промежуток времени. К проницаемым относятся все конструктивные материалы с открытыми порами – бетон, кирпич, дерево и так далее. В народе бытует выражение, что дома, возведенные из них, «дышат». Примерами пористого утеплителя служат минеральная вата и керамзит.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что в обычных и утепленных стенах всегда есть условия для возникновения точки росы. Вот в этом месте и появляется много небылиц и страшилок, связанных с огромным количеством воды, прямо-таки вытекающим из стен при конденсации, и растущей на них массой плесени.
Так как ограждение проницаемо, то оно способно самостоятельно избавляться от выделяющейся влаги, при этом важную роль играет вентиляция с обеих сторон. Неспроста наружное утепление стен минеральной ватой делается вентилируемым, ведь точка росы в этом случае находится в утеплителе. Если все сделано правильно, то выделяющаяся внутри ваты влага через поры покидает ее и уносится потоком вентиляционного воздуха.
Внутреннее утепление осуществимо при таких условиях:
- стена достаточно сухая и относительно теплая;
- утеплитель должен быть паропроницаемым, дабы выделяющаяся влага могла покинуть конструкцию;
- в доме должна хорошо действовать вентиляция.
Вред точки росы для стен дома
Мы разобрались,
что точка росы может располагаться в трех разных участках стены:
- в наружном утеплителе стены
- в стене, ближе к наружной части
- в стене, ближе внутренней части
В
каждом из перечисленных мест, точка росы будет проявлять себя по-разному. Если
в одном месте она будет безвредна, то внутри дома или в стене будет оказывать
определенные разрушительные последствия на целостность стены. Ниже, разберем поведение точки росы в каждом
из перечисленных мест.
Точка росы в
наружном утеплителе
Это самое безвредное для дома нахождение точки росы.
В этом случае:
- Конденсат при возникновении точки росы образуется, непосредственно, в
самом утеплителе. - Утеплитель не гигроскопичен, потому влага не задерживается в
конструктиве стены и испаряется при изменении температуры воздуха. - За счет пароизоляционных свойств утеплителя, влажность, которая образуется
при испарении конденсата, выходит на улицу и не взаимодействует со стеной дома.
- Стены дома сухие в течении всего года, как с наружной так и со внутренней
стороны - Стены сохраняют свою прочность и целостность многие десятилетия
утеплитель снаружи
Точка росы в стене дома, ближе к наружной стороне
- Поведение стены во многом зависит от материала, из которого она выложена. Лучше переносят точку росы, стены из плотных и тяжелых строительных материалов, таких как кирпич, керамзитобетон, камень, дерево. Поскольку они менее подвержены разрушению и имеют больший коэффициент морозостойкости.
- Стены домов возведенных из пористых материалов, хорошо впитывающих влагу и пропускающих пар. Таких как, пеноблоки, газоблоки и подобного рода материалы, действие точки росы должно быть минимально коротким.
разрушение стены под воздействием влажности
- При возникновении конденсата внутри стены, материал стены насыщается жидкостью. При последующем понижении температуры воздуха ниже нуля, накопленная жидкость замерзает и увеличивается в объемах. Увеличения объема жидкости разрушает любой стеновой материал изнутри. Это приводит к образованию как мелких, так и крупных трещин в структуре стены. Стены крошатся и окончательно теряют свою прочность.
- В случае если стена, в которой точка росы внутри и утеплена снаружи, то утеплитель не будет препятствовать выходу накопившей влаги наружу. Поэтому, вся жидкость будет скапливаться на поверхности, между утеплителем и стеной. Это влечет образование плесени и грибка, со всеми вытекающим последствиями, вредными как для здания, так и для здоровья человека.
- Если стена дома не утеплена снаружи, то жидкость будет выходить с повышением температуры воздуха, но это не убережет стену от внутреннего разрушения после замерзания воды. Подобные испарения жидкости, из влажной стены, мы можем наблюдать в виде налета белого цвета на кирпичных стенах.
выделение влажности из кирпичной стены в виде налета белого цвета
Точка росы в
стене дома, ближе к внутренней поверхности
Возникает,
когда пар проходит середину толщины стены и конденсат начинает образовываться уже
ближе к поверхности стены, которая находится внутри дома.
Последствия
точки росы для внутренней отделки дома:
- Насыщенная влажностью кладка начинает выделять на внутренней стене, в доме жидкость в виде капель воды.
- Мокрая поверхность стены разрушает внутреннюю отделку помещения:
шпаклевку, обои другие отделочные материалы. - На стенах и в углах образуется плесень и грибок, от которых уже будет
очень трудно избавиться - В доме появляется неприятный
ветхий запах разложения, который вреден для здоровья. - Понижается общая температура тепла в доме.
плесень на стене внутри дома
Самые разрушительные и вредные последствия
для дома это когда точка росы находится ближе к внутренней поверхности стены.
Точка росы – важный параметр, который следует
учитывать при проектировании и возведении стен, крыш и строительства всего дома.
Ее не соблюдение может привести к необратимым и критическим последствиям для
всего здания.
Определение понятия «точка росы»
Для того, чтобы понимать процессы, происходящие в стене, я вначале остановлюсь на таком понятии, как точка росы в строительстве.
Определение точки росы
— это температура, при которой выпадает конденсат (влага из воздуха превращается в воду). Точка с этой температурой располагается в определенном месте (на стене снаружи, где-то в толще стены или на стене внутри). 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.
Способы расчёта
Чтобы избежать возможных неприятностей, вызванных повышенной влажностью в помещениях, необходимо правильно рассчитать температурное значение в перекрытиях
Важно понимать, что подобный параметр индивидуален, поэтому расчеты следует проводить для каждого отдельного строения
Рассчитать точку росы в частном доме или квартире можно следующими способами:
- По таблице.
- По формуле.
Расчеты по таблице
Расчет точки росы при теплоизоляции строения осуществляется на основании специальной таблицы, подготовленной по результатам данных научно-проектных организаций.
В ней указаны величины температурных режимов и относительной влажности в помещениях, при которых возможно образование конденсата на поверхностях.
Расчеты с использованием формулы
Для определения значения точки росы используется простая формула:
Tp – значение точки,
а – 17,27,
b – 237,7,
а, b – постоянные значения,
ƛ (T, Rh) – коэффициент, который можно вычислить по формуле:
T – внутренняя температура,
Rh – внутренний уровень влажности,
Ln – натуральный логарифм.
Попробуем определить значение для таких условий: температура воздуха – 23 °C, уровень относительной влажности – 60%.
Для начала необходимо найти коэффициент:
ƛ (T, Rh) = (17,27×23) / (237,7+23) + Ln (60/100) = 1,52362 + (-0,51083) = 1,01279.
Определение параметра:
Tp = (237,7×1,01279) / (17,27×1,01279) = 240,74 / 17,490 = 13,76 °C.
В данном случае охлаждение поверхности стены до 13,7 градусов приведет к образованию конденсата.
Необходимые замеры для просчетов
Для получения значения точки необходимо провести основные замеры температурного и влажностного режима внутри помещений. Для этого потребуется следующее оборудование:
- Гигрометр.
- Обычный и бесконтактный термометр.
Замеры выполняются по такой схеме:
- В помещении, где необходимо определить проблемный участок, отмеряется расстояние от пола в 55 см. На данной высоте замеряется температура воздуха.
- На этом же уровне выполняется замер влажности.
- В приведенной таблице выбираются полученные значения для определения точки. Для удобства можно составить простой график значений для всех помещений.
- Далее определяется целесообразность проведения внутренних ремонтных работ. Для этого при помощи бесконтактного градусника замеряется температура различных поверхностей, например, стен, перегородок, оконных рам.
- В завершении проводится сравнение полученных результатов. Если температура поверхности превышает температуру воздуха более чем на 5 градусов, это говорит о повышенной влажности и наличии проблемного участка. В этом случае работы по теплоизоляции требуют грамотного выбора утеплителя и определения подходящей толщины защитного слоя.
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.
