Расчет точки росы на стене

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:

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, 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.

Tp = (237,7×1,01279) / (17,27×1,01279) = 240,74 / 17,490 = 13,76 °C.

Важно! Чтобы посчитать натуральный логарифм, можно использовать таблицу Брадиса или онлайн-калькулятор логарифмов. Полученное значение всегда будет отрицательным. В данном случае охлаждение поверхности стены до 13,7 градусов приведет к образованию конденсата

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:

1. В помещении, где необходимо определить проблемный участок, отмеряется расстояние от пола в 55 см. На данной высоте замеряется температура воздуха.
2. На этом же уровне выполняется замер влажности.
3. В приведенной таблице выбираются полученные значения для определения точки. Для удобства можно составить простой график значений для всех помещений.
4. Далее определяется целесообразность проведения внутренних ремонтных работ. Для этого при помощи бесконтактного градусника замеряется температура различных поверхностей, например, стен, перегородок, оконных рам.
5. 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.

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.

Вред точки росы для стен дома

   Мы установили, что точка росы может находиться в трех разных местах на стене:

1. В наружной изоляции стены
2. В стене, близко к внешней стороне стены.
3. В стене, ближе к интерьеру.

     В каждом из вышеперечисленных мест точка росы будет проявляться по-разному. Если в одном месте он безвреден, то внутри дома или в стене он будет оказывать разрушающее воздействие на целостность стены.  Давайте рассмотрим поведение точки росы в каждом из перечисленных ниже мест.

Точка росы в наружном утеплителе

Это наиболее безвредное для дома расположение точки росы. В данном случае:

• Конденсат точки росы будет образовываться непосредственно в самой изоляции.
• Теплоизоляция не гигроскопична, поэтому влага не удерживается внутри стеновой конструкции и испаряется при изменении температуры воздуха.
• Благодаря пароизоляционным свойствам теплоизоляции влага, образующаяся в результате конденсации, испаряется наружу и не вступает в контакт со стенами здания.   
• Стены дома остаются сухими круглый год, как внутри, так и снаружи.
• Стены сохраняют свою прочность и целостность в течение десятилетий

Точка росы в стене дома, ближе к наружной стороне

• Поведение стены в значительной степени зависит от материала, из которого она изготовлена. Стены из прочных и тяжелых строительных материалов, таких как кирпич, пенобетон, камень и дерево, лучше противостоят точке росы. Они менее подвержены повреждениям и имеют более высокий коэффициент морозостойкости.
• Стены дома из пористых материалов, которые хорошо впитывают влагу и являются паропроницаемыми. Как и в случае с ячеистым бетоном, газоблоками и подобными материалами, эффект точки росы должен быть как можно меньше.

Повреждение стены от влаги

• Если внутри стены образуется конденсат, материал стены становится насыщенным жидкостью. Когда температура воздуха опускается ниже нуля, скопившаяся жидкость замерзает, и ее объем увеличивается. Увеличение объема жидкости разрушает любой материал стенки изнутри. Это приводит к образованию как мелких, так и крупных трещин в структуре стены. Стены крошатся и в конце концов теряют свою прочность.
• Если стена с точкой росы внутри изолирована снаружи, изоляция не будет препятствовать выходу накопленной влаги наружу. Поэтому вся жидкость будет скапливаться на поверхности между изоляцией и стеной. Это приводит к росту плесени и грибка со всеми вытекающими отсюда последствиями, которые могут нанести вред зданию и здоровью людей.
• Если стена дома не изолирована снаружи, жидкость будет уходить при повышении температуры воздуха, но это не защитит стену от внутренних повреждений при замерзании воды. Такое испарение жидкости из влажной кладки можно увидеть в виде белого налета на кирпичных стенах.

Точка росы в стене дома, ближе к внутренней поверхности

    Он возникает, когда водяной пар проходит через середину толщины стены и на его поверхности начинает образовываться конденсат, который уже находится внутри дома.

Последствия точки росы внутри дома:

• Пропитанная влагой кирпичная кладка начинает выделять жидкость в виде капель воды на внутренней стене, внутри дома.
• Мокрая поверхность стены повреждает внутреннюю отделку помещения: шпаклевку, обои и другие отделочные материалы.
• На стенах и в углах образуются плесень и грибки, от которых очень трудно избавиться
•  В доме появится неприятный затхлый запах гнили, что не очень хорошо для здоровья.
• Общая температура тепла в доме снижается.

   Наиболее пагубное воздействие на дом оказывается, когда точка росы находится близко к поверхности внутренних стен.

    Точка росы — это важный параметр, который необходимо учитывать при проектировании и строительстве стен, крыш и всего дома. Невыполнение этого требования может привести к необратимым и критическим последствиям для всего здания.

Небольшой экскурс в физику явления

Точка росы – это температура воздуха, при которой излишки содержащейся в нем влаги выпадают в виде конденсата. Почему ее становится слишком много? Дело в том, что теплый воздух удерживает большое количество водяных паров, холодный – гораздо меньше. Именно эта разница при перепаде температур образует конденсат. Примером явления служат капли воды на холодных водопроводных трубах или окнах, туман.

Что еще нужно знать про точку росы:

• Чем выше влажность, тем она ближе к температуре воздуха, и наоборот.
• Ее значение не может быть выше температуры воздуха.
• Конденсат всегда появляется на холодных поверхностях. Это объясняется тем, что теплый воздух рядом с ними охлаждается, и его влажность снижается.

Единица измерения точки выпадения конденсата – градусы Цельсия.

Количественная оценка влажности.

Для того чтобы количественно оценить влажность воздуха, пользуются, в частности, поняти­ями абсолю­тной и относительной влажности.

Абсолютная влажность — это количество граммов водяного пара, содержащееся в 1 3м возду­ха при данных условиях, т. е. это плотность водяного пара ρ, выраженная в г/м3.

Относительная влажность воздуха φ — это отношение абсолютной влажности воздуха ρ к ρ0плотности насыщенного пара при той же температуре. Относительную влажность выражают в процентах:

.Концентрация пара связана с давлением (p0 = nkT), поэтому относительную влажность можно определить как процентное отношение парциального давления p пара в воздухе к давлению p0 насыщенного пара при той же температуре:

Под парциальным давлением понимают давление водяного пара, которое он производил бы, если бы все другие газы в атмосферном воздухе отсутствовали.

Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре находящийся в нем пар мож­но довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начнет конденсироваться в виде росы.

Как рассчитать точку росы

По математической формуле

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.

С помощью онлайн-калькулятора

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.

Программы-калькуляторы

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.

После заполнения всех необходимых полей программа составит график точки росы.

Таблица определения точки росы

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

Специальные инструменты

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.

В большинстве случаев работа с таким прибором выглядит следующим образом.

Включите прибор

Обратите внимание на заряд батареи. Так выглядит один из популярных приборов

Поднесите наконечник сенсора к исследуемой поверхности под прямым углом

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.

О точке росы в пластиковых окнах

Если речь заходит о точке росы в стеклопакетах, то многие представляют себе какое-то конкретное загадочное место. В действительности же точку росы увидеть нельзя, что мы с вами уже успели выяснить. Повторимся: под точкой росы подразумевается температура, при охлаждении до которой пар в воздухе насыщается и конденсируется. Существуют специальные таблицы, позволяющие рассчитать точку росы при относительной влажности и конкретной температуре. Одна из таких таблиц приведена ниже.

Точка росы при относительной влажности воздуха

На заметку! Допустим, влажность воздуха составляет 50%, а температура — +21 градус. При таких обстоятельствах точка росы составит +10,2. Что это значит? Если температура какой-то поверхности в квартире опустится до +10,2 градусов, то на ней (поверхности) начнет появляться конденсат. Как правило, самые холодные поверхности в квартире – это пластиковые окна, а потому именно на них в большинстве случаев выпадают излишки влаги.

Люди часто сталкиваются с выпадением конденсата на стеклопакетах. Если исходить из всего, сказанного выше, то можно сделать вывод, что с конденсатом можно бороться двумя способами – повышением температуры стекол и снижением влажности в квартире. Так, комфортной влажности можно добиться посредством обеспечения нормального воздухообмена. Вся лишняя влага – от стирки, кипящих кастрюль и проч. – должна покидать помещение, а не накапливаться в нем. В первую очередь, квартиру следует регулярно проветривать. Частота проветривания определяется в индивидуальном порядке, однако мы советуем делать это минимум по 10 минут дважды в день. Не стоит забывать и о специальных клапанах приточной вентиляции.

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.

Плачевные последствия

Утеплили стенки внутри, когда нельзя было? Мои искренние поздравления – Вы истинно русский человек, который сначала делает, после чего думает. Надеетесь, пронесёт? Нет! Увы, но Вам теперь придётся столкнуться со следующими проблемами:

• мокрыми стенами;
• влажным теплоизоляционным материалом;
• затхлым ароматом;
• сыростью;
• плесенью;
• грибком;
• гнилью;
• отслоением облицовочного сырья;
• разрушением сооружений – весьма быстро разваливаются элементы в деревянном доме;

Как видите, последствия очень серьёзные. Поэтому при утеплении стен нельзя пренебрегать советами специалистов и включать опцию «Русский». Правда, в том случае, если не хотите, чтобы насыщенный пар превратился в воду, которая с радостью осядет на всевозможных поверхностях в жилище.

Как рассчитать теплопотери загородного дома

Тепловые потери дома – процесс, увы, неизбежный. Чтобы свести его к минимуму, существует формула расчета теплопотерь, используя которую можно продумать мощность будущей отопительной системы здания. В этой формуле учитываются коэффициент теплопередачи, площадь стен, сопротивление теплопередаче, а также коэффициент уменьшения. Перед тем как посчитать теплопотери дома, ознакомьтесь с предложенными ниже таблицами.

Чтобы в новом доме всегда было тепло, можно заранее рассчитать тепловые потери здания во всех его помещениях. Специальные формулы учитывают «утечку» тепла через перекрытия и стены. С их помощью можно выяснить мощность будущей отопительной установки, которая смогла бы полностью компенсировать эти потери и давала желаемые 20 °С во всех комнатах.

Известно, что теплопотери загородного дома зависят от архитектурных особенностей здания и от свойств материалов, из которых изготовлены стены и крыша. Если задать определенный тепловой режим, потери будут определяться величиной теплового потока (ккал/ч). Чтобы получить экономически выгодную тепловую нагрузку на отопительную установку, необходимо сделать правильный выбор строительных материалов и грамотно продумать планировку здания. Влияние на теплопотери в частном доме оказывает и ветровая нагрузка. Следовательно, дома, находящиеся на открытой местности, будут потреблять тепло в большем количестве по сравнению с теми зданиями, которые защищены от ветра. Влияние ветра также учитывается в формуле расчета теплопотерь.