Определение точка росы в строительстве

Точка росы в строительстве: её понятие и физическое значение

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.

В этот момент воздушная смесь впитывает в себя максимальное количество пара и ее относительная влажность составляет 100%. Последующее насыщение ведёт к возникновению тумана – мелких капелек воды в атмосфере.

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.

Конденсат на входных дверях

Первая причина образования конденсата на входной двери основывается на повышенной влажности воздуха, когда показатель превышает 55%. Тогда сбор конденсата происходит на поверхности, где температура несколько ниже «точки росы». В зимний период такой поверхностью является именно входная дверь.

Важно придерживаться в помещении для здоровья жильцов влажности воздуха около 45%. На влажность внутреннего климата влияет как вентиляционные приспособления, так и температура прогретого воздуха в помещении.
Вторая причина конденсата скрывается в низкой теплоизоляции — к большому количеству конденсата больше склонна металлическая дверь по причине плохого уплотнения между полотном металла и рамой. В типичном варианте бывает недостаточно оттока воздуха для тех целей, дабы выходили пары, но вполне хватает для осаждения их на поверхности.

Пример двери с терморазрывом

Своеобразные «мостики холода» с повышенным показателем теплопроводности на входной двери сосредоточены в основном на дверной ручке, глазке, притворной части. Уязвимые точки промерзания особо касаются дверей из металла, у которых теплоотдача повышена.

Способы устранения конденсата на входных дверях

Способ избавиться от конденсата заключается в обеспечении притока сухого свежего воздуха извне и оттока паров из закрытого помещения. Возможна установка «теплой завесы», которая станет обогревать дверь прогретым воздухом. Повысится температура поверхности дверного полотна, и сместится точка росы.
Утепление полотна двери не искоренит проблемы конденсата. Конденсирующая влага оседает по причине большой температурной разницы извне и в помещении. Рекомендовано в таком варианте обустраивать на входе не отапливаемый тамбур.
Не лишним над входом станет оборудование козырька, защищающего дверь от прямых воздействий лучей солнца и атмосферных осадков. Полотно металла входной двери рекомендовано вскрывать специальными порошковыми полимерами. Все полые элементы в металлической двери лучше заполнить пеной, дабы исключить проявления мостиков холода.

Конденсат на окнах

Очень часто производителям современных окон приходится принимать претензии, что у их клиентов запотевают окна. Образование конденсата на окнах, это не только эстетически не красиво, но и грозит переувлажнением деревянных конструкций и как следствие образование плесневелого грибка. Давайте разберемся в возможных причинах появления конденсата на окнах.

Конденсат — жидкость которая преодолела точку росы и выпала в виде капелек на окне.

Ну а если это случилось на окнах значит виноваты в этом только окна и их производители. Логически это правильно, но если в самом окне нет воды и выделять ее оно не может, откуда берется конденсат?

Расчет значения точки росы

Здесь мы рассмотрим, как рассчитать точку росы несколькими способами:

• с помощью таблицы нормативного документа;
• по формуле;
• с помощью онлайн-калькулятора.

Расчет с помощью таблицы

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

Температура в помещении, °C

Температура точки росы при влажности, %

Для определения значения температуры выпадения конденсата достаточно посмотреть на пересечение величин температуры и влажности, устанавливаемых нормативами для каждой категории помещений.

Расчет по формуле

Другой способ, как определить точку росы в стене, – с помощью упрощенной формулы:

Тр – искомая точка росы;

а – постоянная = 17,27;

b – постоянная = 237,7 °C;

λ(Т,RH) – коэффициент, рассчитываемый по формуле:

Где:
Т – температура воздуха внутри помещений в °C;

RH – влажность в долях объема в пределах от 0,01 до 1;

ln – логарифм натуральный.

Для примера рассчитаем искомое значение в помещении, где должна поддерживаться оптимальная температура 20 °C с относительной влажностью 55 %, что установлено нормативами для жилых зданий. В этом случае сначала подсчитываем коэффициент λ(Т,RH):

λ(T,RH) = (17,27 х 20) / (237,7 + 20) + Ln 0,55 = 0,742

Тогда величина температуры выпадения конденсата из воздуха будет равна:

Тр = (237,7 х 0,742)/(17,27 – 0,742) = 176,37/ 16,528 = 10,67 °C

Если сравнить значение температуры, полученной по формуле, и значение, полученной из таблицы (10,69°C), то увидим, что разница составляет всего лишь 0,02°C. Это значит, что обе методики позволяют найти искомое значение с высокой точностью.

Вред точки росы для стен дома

Мы разобрались, что точка росы может располагаться в трех разных участках стены:

1. в наружном утеплителе стены
2. в стене, ближе к наружной части
3. 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.

Влияние паропроницаемости материала на положение точки росы

При разработке проекта строительства уделяют внимание способности утепляющих материалов пропускать воздух. От того, сколько водяных паров может пройти через поры материала в заданную единицу времени зависит величина паропроницаемости. Многие привычные строительные материалы, применяемые для возведения стен и перекрытий (кирпич, бетон, древесина и др.), имеют внутри поры, которые пропускают воздух. Поэтому проектировщики выбирают материалы с учетом определенных принципов:

• материал должен обладать хорошей паропроницаемостью для возможности свободного выхода влаги, если она образовалась внутри конструкции стены в виде конденсата;
• способность пропускать влажные пары увеличивается от внутренней поверхности к наружной;
• теплопроводность утеплителя на внутренней поверхности принимается оптимальной и уменьшается к наружному слою.

Все современные сооружения строятся и утепляются по таким принципам. Исключение составляют виды утеплителя, которые абсолютно не пропускают влагу и воздух. К ним относят пенопласт, пенополистирол, пеногазобетон и другие. Поэтому при разработке проекта так рассчитывают толщину утеплительного слоя, что конденсат образовывается внутри утеплителя. Расположение точки росы играет первостепенную роль при утеплении стен и перекрытий зданий. Ее нужно зафиксировать в толще конструкции так, чтобы не происходило ее перемещение в сторону внутренней поверхности.

Если не учитывать точку росы

В строительстве пренебрежение нормами и правилами при устройстве конструкций может привести к нежелательным последствиям, для металла, кирпича, бетона, древесины и другие материалов сокращается срок службы. Неприемлемо образование конденсата на площади полимерных плотных материалов при установке в качестве утеплителя, это приведет к следующим проблемам:

• поверхность материала вздувается;
• наблюдается отслоение значительных по размерам площадей отделочных материалов;
• на поверхностях с температурой ниже точки росы в обязательном порядке выпадает конденсат;
• на стенах развивается вредный грибок и плесень, приводящая к заболеванию человека;
• несущие конструкции раньше выходят из строя, что ведет к преждевременному разрушению.

Возможность утепления изнутри

Становится понятным, что одинаковых вариантов утепления различных строений не существует, некоторые застройщики практикуют монтаж слоя внутри комнаты. Это является наихудшим вариантом, но в некоторых отдельных случаях такое утепление можно считать оправданным, если:

• 
  помещение в доме относится к месту постоянного проживания;
• вентиляция выполняет работу по очищению и рассчитана согласно санитарным и техническим правилам;
• отопление соответствует нормативам и работает без перебоев;
• другие конструктивные элементы сооружения утеплены в соответствии с требованиями СНиП;
• утепляемая стена имеет достаточную толщину и плохо проводит тепло из комнаты наружу, при этом допускается несоответствие сопротивления теплопередаче на треть от нормы.

Как сдвинуть точку росы в стене

Если после проведения всех расчетов вас не устраивает расположение точки росы, стоит задуматься над ее смещением. Для этого можно:

• увеличить слой утеплителя снаружи;
• использовать материал с высокой паропроницаемостью;
• демонтировать слой внутреннего утепления, перенеся его наружу;
• корректировать микроклимат в помещении – установить принудительную вентиляцию, дополнительно нагревать воздух.

Подходящий вариант выбирают, исходя из климатических условий региона проживания, конструктивных особенностей дома, финансовых возможностей и используемых строительных материалов.

Игнорирование такого явления, как конденсация влаги в стеновом «пироге», может слишком дорого обойтись. Как минимум, это неприятный запах в помещении, постоянная сырость. Как максимум – большие колонии плесневых грибов, портящих внутреннюю отделку стен, разрушающих утеплитель и вредящих здоровью домочадцев. Таким образом, расчет точки росы имеет важное значение, если вы хотите возвести надежные и сухие стены для вашего дома.

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.

Где должна находиться точка росы

Утепление ограждения считается «нормальным» только когда точка росы в холодное время в основном (!) находится в утеплителе и не смещается в стену.

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.

Приведены наглядные графики температур для различных схем утепления. Точка росы примерно указана как 16 градусов, достигается, когда внутри дома особо комфортная обстановка +25 градусов, 55 – 60 % влажности.

• 1 — стена без утеплителя;
• 2 — недостаточный слой утепления — точка росы находится внутри стены. Ее постоянное нахождение вызовет намокание неплотной стены, нездоровую атмосферу, опасность разрушения материала, если стена слой утепления имеет большее сопротивление движению пара, чем сама стена (неправильное утепление);
• 3 — достаточное утепление, точка росы в утеплителе (основное время), нормальное сохранение материалов стены и тепло в доме, если тепловое сопротивление конструкции не меньше нормативного, ведь для очень холодных стен сместить точку росы из них можно и маленьким слоем утепления;
• 4 — внутреннее утепление – худшее решение. Точка росы на поверхности стены или близка к этому, влечет намокание стены, и ущерб здоровью жильцов, мокрое замораживание и разрушение конструкций. Применяется в безвыходных ситуациях при условии сплошного закрытия стены утеплителем-пароизолятором, который и предотвращает проникновение пара к точке росы. Т.е. образование конденсата невозможно из-за влажности близкой к 0.

В нормативах указаны тепловые сопротивления ограждающих поверхностей для конкретных климатических зон. Этот значением уменьшать запрещает нам государство.

Чаще норматив требует меньшую толщину утеплителя, чем та, что нужна для смещения точки росы в утеплитель. Поэтому подбирать утеплитель под все поверхности в принципе желательно и по условию смещения точки росы в утеплитель.

Эти значения сравниваются с нормативным требованием, а принимается, как правило, еще большее значение, кратное толщине утеплителей, который находится в продаже.

Заключение

Итак, точка росы внутри строительных конструкций присутствует всегда, при этом рассчитать количество образующейся влаги по формулам весьма сложно, можно лишь определить зону конденсации. А это дает возможность принять меры по удалению влаги, а иногда и вовсе предотвратить ее появление с помощью паронепроницаемых утеплителей.

Источник