Роль точки росы при проектировании зданий
Выяснив, как определяется точка росы, рассмотрим практическое применение полученных знаний
.
Для начала рассмотрим простой эксперимент. Возьмём три совершенно одинаковых по размеру вытянутых бруска. Первый сделан из однородного материала, допустим, алюминий. Второй на две трети по длине из алюминия и на одну треть с левой стороны из железа. Третий, наоборот, слева на две трети из алюминия и справа на одну треть из железа. Каждый помнит из школьного курса физики как определить центр тяжести.
Для первого бруска он будет точно посередине. Для второго значительно смещён влево, для третьего вправо.
Так, и для стен точка росы играет роль равновесия температур между наружной и внутренней стенкой. Для однородных стен, она находится примерно посередине. Для стен, изолированных снаружи, смещена к улице. Если утеплитель монтируется из комнаты – внутрь помещения.
Замечание. Предполагается, что внутри однородного тела, градиент температуры имеет линейный характер.
Второй факт, на который стоит обратить внимание – практически любой строительный материал пропускает пар и содержит внутри себя некоторое количество водяных паров
Точка росы в стенах
Расчёт точки росы в стене важнейший показатель при проектировании
. Нужно немного времени, чтобы убедиться, что утеплитель с внутренней стороны комнаты несёт в себе опасность разрушения стен. При допущенных ошибках расчёта точка росы может оказаться между поверхностью стены и утеплителем. В этой ситуации не избежать появления влаги. При благоприятных условиях влажная среда приводит к развитию микроорганизмов и грибков. Стоит стене заразиться и уже потребуется сложный ремонт, чтобы избавиться от недостатков.
Внешняя сторона стены для утеплителя в этом смысле более благоприятная. Точка росы смещается к улице. Но и в этом случае нужны расчёты.
Если точка будет внутри стены и близко к зоне отрицательных температур, то это приводит к образованию микроскопических капель воды, которые превращаются в лёд. При этом происходит их расширение и создаётся излишнее внутреннее давление на материал стен. За несколько циклов возникают трещины, и стена разрушается.
Требование качественной застройки – точка росы в утеплителе
.
Важно. Нельзя перекрывать утеплитель с внешней стороны материалом, который слабо проводит пар
Материал утеплителя, как правило, плохо удерживает пар и обладает пористой структурой, которая даже при возникновении микрольдин не приводят к нарушению теплоизоляции.
Для чего нужно знать температуру точки росы
Кроме расчёта теплоизоляционных свойств стены, точка росы имеет практическое применение при организации системы вентиляции
Важно, чтобы в точках поступления воздуха или его удаления не возникали условия увлажнения, когда точка росы будет в зоне выхода вентиляционных каналов
Влажная среда на приточной вентиляции почти обязательно приведёт к развитию колоний микроорганизмов. А влажная среда в зоне вытяжной вентиляции приведёт к росту грибов и соответственно разрушению материала стен.
Не меньшее значение имеет знание особенностей появления точки росы, которое нужно и при прокладке внутренних коммуникаций
При этом неважно будут они холоднее окружающей температуры или теплее. И в том, и в другом случае может нарушиться атмосферное равновесие и появиться точка росы
В обоих случаях этого можно избежать, используя утеплитель
.
Последствия неграмотного выбора и расчета
Точка росы, возникающая внутри материала, приводит к его увлажнению. Намокание стен
имеет следующие последствия:
- Увлажненный бетон и кирпич обладают меньшими теплозащитными свойствами.
- На мокрой стене может развиться грибок и плесень.
- В помещении с влажными стенами будет неприятный микроклимат.
- Если влага внутри стены замерзнет и кристаллизуется, то ее кристаллы будут разрушать материал конструкции. Несколько циклов замораживания и оттаивания могут привести к потере прочности материала.
- Для утеплителя влажность опасна ухудшением его теплозащитных свойств.
Совет!
Влажный утеплитель легко просушить, если устроить специальные продухи. Именно по такой технологии работает вентилируемый фасад.
Расчет утеплителя сводится к подбору его толщины в каждом конкретном случае
При этом расчете необходимо обращать внимание
на положение точки росы. Неправильная толщина слоя утепляющего материала может привезти к намоканию и промерзанию всей конструкции стены
Для того чтобы избежать намокания
несущей конструкции стены, лучше всего размещать утеплитель снаружи. В этом случае необходимо предусмотреть, хорошую вентилируемость слоя утеплителя, а так же его защиту от непогоды.
Размещать утеплитель внутри помещения можно лишь при низкой влажности
воздуха или небольшом перепаде температур внутри и снаружи вашего помещения.
Точка росы – что это и как ее определение в стене смотрите на видео:
О температуре точки росы посмотрите в видео-уроке:
При строительстве жилого дома, бани или другого строения любой застройщик должен учитывать такой важный параметр, как точка росы – индикатор концентрации водяного пара в воздухе. Повышение влаги влечет за собой повышение точки, что может стать основной причиной образования конденсата и развития плесени
Для грамотной организации теплоизоляционной защиты строения важно понимать, как правильно рассчитывать данный параметр и где он может располагаться
Строительные нормы и правила
Для установления и закрепления норм теплопотерь дома существуют своды правил (СП), нормы и правила (СНиП), применяемые при строительстве, и ГОСТ:
- СП 131.13330.2012 – о строительной климатологии;
- СП 50.13330.2010 – о тепловой защите зданий;
- СП 60.13330.2012 – об отоплении, вентилировании и кондиционировании в зданиях воздуха.
- СНиП 2.04.07-86* – о тепловых сетях;
- СНиП 2.08.01-89* – о жилых зданиях;
- СНиП 2.04.05-91* – об отоплении, вентилировании и кондиционировании.
- ГОСТ 22270-76 – об оборудовании для кондиционирования, вентиляции и отопления;
- ГОСТ 30494-2011 – о параметрах микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий;
- ГОСТ 31311-2005 – об отопительных приборах.
Данные энергетического паспорта МКД должны соответствовать вышеуказанной технической документации и быть в пределах регламентированных нормативов.
Факторы, влияющие на теплопотери
Тепловые процессы хорошо коррелируют с электротехническими: в роли напряжения выступает разница температур, тепловой поток можно рассматривать как силу тока, ну а для сопротивления даже своего термина придумывать не нужно. Также в полной степени справедливо и понятие наименьшего сопротивления, фигурирующего в теплотехнике как мостики холода.
Если рассматривать произвольный материал в разрезе, достаточно легко установить путь теплового потока как на микро-, так и на макроуровне. В качестве первой модели примем бетонную стену, в которой по технологической необходимости выполнены сквозные крепления стальными стержнями произвольного сечения. Сталь проводит тепло несколько лучше бетона, поэтому мы можем выделить три основных тепловых потока:
- через толщу бетона
- через стальные стержни
- от стальных стержней к бетону
Теплопотери через мостики холода в бетоне
Модель последнего теплового потока наиболее занимательна. Поскольку стальной стержень прогревается быстрее, то ближе к наружной части стены будет наблюдаться разница температур двух материалов. Таким образом, сталь не только «перекачивает» тепло наружу сама по себе, она также увеличивает тепловую проводимость прилегающих к ней масс бетона.
В пористых средах тепловые процессы протекают похожим образом. Практически все строительные материалы состоят из разветвлённой паутины твёрдого вещества, пространство между которым заполнено воздухом. Таким образом, основным проводником тепла служит твёрдый, плотный материал, но за счёт сложной структуры путь, по которому распространяется теплота, оказывается больше поперечного сечения. Таким образом, второй фактор, определяющий термическое сопротивление, это неоднородность каждого слоя и ограждающей конструкции в целом.
Уменьшение теплопотерь и смещение точки росы в утеплитель при наружном утеплении стены
Третьим фактором, влияющим на теплопроводность, мы можем назвать накопление влаги в порах. Вода имеет термическое сопротивление в 20–25 раз ниже, чем у воздуха, таким образом, если она наполняет поры, в целом теплопроводность материала становится даже выше, чем если бы пор вообще не было. При замерзании воды ситуация становится ещё хуже: теплопроводность может возрасти до 80 раз. Источником влаги, как правило, служит комнатный воздух и атмосферные осадки. Соответственно, три основных метода борьбы с таким явлением — это наружная гидроизоляция стен, использование парозащиты и расчёт влагонакопления, который обязательно производится параллельно прогнозированию теплопотерь.
Тепловые потери за счет крыши или потолка
Потери тепла для потолка и крыши рассчитываются по той же формуле, что и для стен. Теплый воздух поднимается вверх, поэтому, чтобы не отапливать улицу, следует серьезно отнестись к утеплению крыши при строительстве. Основным параметром теплопотерь здесь будет неравномерность стыков. От выбора утепляющего материала тоже будет завесить очень многое. Так, например использование эковаты предполагает отсутствие влаги. А, как известно, вместе с теплым воздухом вверх поднимается и пар, который остывая, будет конденсироваться, оседать на утеплителе, замещая воздух и снижать термическое сопротивление утеплителя.
Точка росы в стене – что это?
Точка росы – это такая температура среды, при которой вода, находящаяся в воздухе, превращается из газа в жидкость (конденсируется).
Влажность воздуха зависит от его температуры. При одинаковом количестве водяного пара, холодный воздух будет более влажным, чем теплый.
Если мы будем плавно охлаждать воздух, то наступит такая температура, при которой влажность станет стопроцентной. В этот момент выпадает жидкий конденсат (роса). Такая температура называется точкой росы.
Температура и влажность воздуха на внутренней грани стены или кровли дома значительно выше, чем на улице. Это приводит к тому самому плавному понижению температуры внутри конструкции. При неграмотном подборе утеплителя, появляется вероятность, что внутри стены будет такая влажность и температура, при которой образуется конденсат.
Определение точки росы
Положение точки росы в конструкции стены зависит от того:
- насколько тепло внутри помещения,
- насколько холодно на улице,
- ширины и теплопроводности строительных материалов, из которых состоит стена,
- влажности в помещении,
- влажности воздуха на улице.
Выясним, как меняется положение точки росы в разных ситуациях.
В стене без утеплителя. Если стена вашего дома вообще не утеплена, то температура внутри ее конструкции будет плавно понижаться от внутренней грани к наружной.
А точка росы тогда может располагаться: в середине стены, близко к наружной грани стены, близко к внутренней грани стены.
В стене с утеплителем снаружи. В месте, где расположен утеплитель достаточной толщины, будет наблюдаться резкий перепад температур. Тогда точка росы окажется внутри утеплителя, а вся стена будет теплой.
Если утеплитель обладает слишком маленькой толщиной, то точка росы может сместиться к середине стены или к ее внутреннему краю.
В стене с утеплителем внутри. В таком случае, так же будет наблюдаться резкий скачок температуры в месте, где расположен утеплитель. При этом стена окажется в холодной зоне и точка росы сместится к внутреннему краю стены.
Чтобы найти температуру точки росы необходимо воспользоваться таблицей.
Для этого найдите в таблице соответствующую комнатную температуру и на пересечение с текущими показания влажности будет находится температура точки росы.
Какие существуют методы определения точки росы расскажет статья “Определение точки росы: секреты и нюансы”.
Последствия неграмотного выбора и расчета
Точка росы, возникающая внутри материала, приводит к его увлажнению. Намокание стен имеет следующие последствия:
- Увлажненный бетон и кирпич обладают меньшими теплозащитными свойствами.
- На мокрой стене может развиться грибок и плесень.
- В помещении с влажными стенами будет неприятный микроклимат.
- Если влага внутри стены замерзнет и кристаллизуется, то ее кристаллы будут разрушать материал конструкции. Несколько циклов замораживания и оттаивания могут привести к потере прочности материала.
- Для утеплителя влажность опасна ухудшением его теплозащитных свойств.
Расчет утеплителя сводится к подбору его толщины в каждом конкретном случае
При этом расчете необходимо обращать внимание на положение точки росы. Неправильная толщина слоя утепляющего материала может привезти к намоканию и промерзанию всей конструкции стены
Для того чтобы избежать намокания несущей конструкции стены, лучше всего размещать утеплитель снаружи. В этом случае необходимо предусмотреть, хорошую вентилируемость слоя утеплителя, а так же его защиту от непогоды.
Размещать утеплитель внутри помещения можно лишь при низкой влажности воздуха или небольшом перепаде температур внутри и снаружи вашего помещения.
Точка росы в стене – что это? Точка росы: что это, определение положения в стене с утеплителем и без него, таблица температур, последствия неправильно выбора и расчета.
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 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 ).
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 и положение 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.
По материалам сайтов stomasterov.ru, econet.ua,kapitel-1.ru,bane.guru,
Область применения понятия
Широко применяется этот термин в промышленном и гражданском строительстве. Необходимость определять эту величину возникает при утеплении стен помещения. Если пренебречь расчетом этого показателя, после работ по утеплению появятся проблемы. Один из вариантов – порча отделки стен за счёт оседающей влаги. Если же отделка терпима к воздействию воды, но капли конденсата будут выпадать на стенах, тоже ничего хорошего в этом нет. Влажная среда способствует развитию патогенных микроорганизмов, плесени.
Игнорирование точки росы может привести к крушению самолета
Используют эту величину и в лесном хозяйстве. Специалисты по охране леса от пожаров используют точку росы для вычисления класса пожарной опасности, который характеризует возможность возгорания лесных массивов. На основании этого проектируются защитные мероприятия.
Точка росы применяется в расчетах для планирования противопожарных мероприятий
В сельском хозяйстве, зная точку росы, определяют вероятность повреждения посевов неинфекционными болезнями (повреждениями, вызванными погодными условиями). При этом одна из задач селекции – вывести сорта культурных растений, способных конденсировать влагу из воздуха на своих вегетативных органах. Это позволит успешно заниматься сельским хозяйством в условиях малого выпадения осадков.
Строительство
Ограждающие конструкции большинства зданий обладают паропроницаемостью. Исключением являются только металлические ангары и гаражи. Относительная влажность в помещении выше, чем снаружи, и пар под действием парциального давления проникает в стены.
Здания обладают паропроницаемостью, которая зависит от типа строительного материала.
В случае наличия в их толще участков с температурой насыщения или ниже он конденсируется, что приводит к таким последствиям:
- Снижению термического сопротивления конструкции.
- Сокращению срока службы строительного материала. При похолодании вода превращается в лед и расширяется, вызывая внутренние разрушения.
- Развитию колоний плесени и грибка (при увлажнении поверхности).
Строительные материалы имеют разную паропроницаемость. Наименьший показатель у тяжелого железобетона (панельные дома) — 0,03 мг/м*ч*Па, наибольший — у газобетонных блоков — 0,23 (при плотности 400 кг/куб. м).
Сельское хозяйство
При снижении температуры воздуха влага конденсируется на побегах и листьях растений. При частых повторениях это провоцирует заболевания. Таким образом, знание точки конденсации водяного пара позволяет планировать профилактические и лечебные мероприятия.
Влага конденсируется на листьях растений.
В засушливых регионах, наоборот, конденсация атмосферной влаги может частично заменить систему орошения. Селекционеры работают над выведением сортов, способных усваивать воду таким образом. Тогда знание критической точки поможет определить необходимую производительность поливальных установок, если прогноз погоды в ближайшее время не предвещает дождей.
Меры защиты некоторых растений, например винограда, тоже планируют с учетом данного параметра. Если он высокий, значит, воздух содержит много влаги, и повреждения от заморозков, в т.ч. радиационных, будут умеренными.
Точка росы при строительстве и утеплении дома
Точка росы — это температура, при которой пар, содержащийся содержится в воздухе, превращается в конденсат в виде росы
Данный параметр важно учитывать при строительстве и утеплении стен
Поэтому важно заранее выяснить, что такое точка росы (ТР) и как ее правильно определить, чтобы выяснить, в каком месте возможно будет собираться много конденсата и принять соответствующие меры
Что такое точка росы для стен?
Воздух в окружающей среде всегда включает в свой состав водяной пар, концентрация которого зависит от многих факторов. Внутри зданий пар выделяют люди и другие живые организмы. Также он поступает во внутренне пространство от различных повседневных процессов – стирки, глажки, уборки, приготовления еды и так далее.
Снаружи процент влаги в атмосфере находится в зависимости от погодных условий. Причем наполнение воздуха парами располагает своим пределом, при достижении которого следует процесс конденсации влаги и зарождения тумана.
Когда не окончательно насыщенная парами воздушная масса (влажность менее 100%) контактирует с поверхностью, чья температура на несколько градусов ниже его собственной, то конденсат образуется даже без тумана.
Дело в том, что воздух при разной температуре может вместить различное количество пара. Чем выше температура, тем больше влаги он может поглотить. Поэтому, когда воздушная смесь с относительной влажностью 80% соприкасается с более прохладным предметом, то она резко охлаждается, предел ее насыщения снижается, а относительная влажность достигает 100%.
Тогда и происходит выпадение конденсата, то есть появляется точка росы. Именно это явление можно наблюдать ранним летним утром на траве.
На заре почва и трава еще холодные, а солнце быстро нагревает воздух, его влажность у земли быстро достигает 100% и выпадает роса.
Процесс конденсации сопрягается с выделением тепловой энергии, которая была потрачена ранее на парообразование. Поэтому роса быстро сходит.
Таким образом, температура точки росы – переменная величина, которая зависит от относительной влажности и температуры воздуха в определенный момент. Чтобы определить точку росы и ее температуру применяют различные измерители — термогигрометры, психрометры и тепловизоры.
Точка росы зависит от относительной влажностью воздуха. Чем она выше, тем ближе ТР к фактической температуре воздуха. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой.
Точка росы в строительстве необходима для того, чтобы понимать, соответствует ли степень утепления стен тому, чтобы не образовывался конденсат.
При значениях точки росы более 20 °С ощущается физический дискомфорт, воздух кажется душным; более 25 °С люди с болезнями сердца или дыхательных путей подвергаются опасности. Но такие значения достигаются очень редко даже в тропических странах.
Как определить точку росы?
На самом деле, чтобы определить точку росы не нужно производить сложные технические расчеты по формулам, измерять относительную влажность воздуха и т.д.
Нет смысла задумываться над тем, как рассчитать точку росы, так как это давно уже сделали специалисты.
А результаты их вычислений занесены в таблицу, где указаны значения температур поверхностей, ниже которых из воздуха с различной влажностью начинает образовываться конденсат.
Фиолетовым цветом обозначена температура по снип в помещении зимой – 20 °С, а зеленым выделен сектор, который указывает диапазон нормированной влажности – от 50 до 60%. При этом ТР колеблется от 9.3 до 12 °С. То есть, при соблюдении всех норм конденсат внутри дома образовываться не будет, так как в помещении нет поверхностей с такой температурой.
По-другому обстоит дело с наружной стеной. Изнутри ее обволакивает воздух, прогретый до +20 °С, а снаружи она подвергает воздействию — 20 °С и более. Соответственно, в толще стены температура медленно растет от -20 °С до + 20 °С и в определенной зоне она обязательно будет равна 12 °С, что при влажности 60% даст конденсацию.
Но для этого еще необходимо, чтобы водяной пар дошел до этой зоны через материал несущей конструкции. Здесь появляется еще один фактор, который влияет на определение точки росы – паропроницаемость материала. Этот параметр всегда нужно учитывать при возведении стен.
Итак, на процесс образования конденсата внутри наружных стен влияют следующие факторы:
- температура окружающего воздуха;
- относительная влажность воздуха;
- температура в толще стены;
- паропроницаемость материала возведенных стен.
Для измерения данных показателей в толще стены нет никаких анализирующих приборов. Вычислить их можно только расчетным путем.
Заключение
Рассчитав показатели для всего дома с учетом вентиляции, можно определить мощность котла. Покомнатные подсчеты помогут правильно выбрать радиаторы и количество их секций. Для облегчения работы по проектированию системы отопления можно воспользоваться онлайн-сервисами и специальными программами. Нужен идеально точный результат? Направляемся к специалистам, которые разработают профессиональный проект системы отопления со всеми ее особенностями.
Читайте далее:
Правильный расчет теплопотерь — калькулятор и нормативные методики
Грамотный расчёт системы отопления — залог уюта вашего дома
Как правильно выполнить расчет радиаторов отопления по площади дома
Как самостоятельно провести расчет системы отопления частного дома
Самостоятельный расчет системы отопления частного дома
