Расчет утепления и точки росы: SmartCalc. Расчет утепления и точки росы для строящих свой дом. СНИП.

Точка росы определение и расчет на калькуляторе

Утепление стен – один из главных вопросов при строительстве. С первого взгляда может показаться, что очень просто его решить – выбирай тот, который подходит по климатическим условиям и финансам, и утепляй. Однако, это не так. Существует ряд технических условий, которые необходимо выполнить, чтобы стены дома в холодное время года не сырели внутри и не промерзали снаружи. Одним из этих условий является утепление дома так, чтобы точка росы находилась ближе к наружной стене, и ни в коем случае – внутри дома. Для этого нужно уметь определить, где будет расположена точка росы при разных условиях, чтобы исключить возможность образования конденсата на стенах внутри помещения.

Содержание

• 1 Что такое точка росы
• 2 Где будет находиться точка росы
  • 2.1 Как убрать точку росы из стены (видео)

Читайте также Расчет теплопотерь жилого помещения

Что такое точка росы

Точка росы – это показатель температуры, при котором происходит максимальное насыщение воздуха паром, и он начинает конденсироваться. Зависит этот показатель от двух основных факторов: температуры и влажности воздуха.

При изменении хотя бы одной из этих двух величин меняется и точка росы, то есть она постоянно перемещается, так же, как и не бывают все время постоянными температура и влажность воздуха.

Существует таблица точек росы при разных температурах и влажности воздуха, разработанная специалистами. Из нее можно увидеть, при каких условиях пар начинает конденсироваться. Например, в зимнее время при нормативной температуре воздуха в помещении +20⁰С и влажности от 50% до 60% точка росы будет колебаться от 9,3⁰С до 12⁰С. То есть, внутри помещения не должен образовываться конденсат, так как при указанных условиях нет поверхностей с такой температурой.

Рассмотрим далее. Если в доме +20⁰С, а на улице температура -20⁰С, то в стене найдется точка росы с температурой +12⁰С при относительной влажности 60%. Точка росы может перемещаться по толщине стены в зависимости от температуры внутри помещения и снаружи, а также от влажности в самой стене. Чем ближе точка росы к внутренней поверхности, тем больше вероятность того, что стена будет мокрая изнутри. А это уже создает неблагоприятные условия для проживания. Утепляя дом, мы можем сместить точку росы, так как при этом меняется температура самой стены.

Читайте также Почему потеют окна в квартире или частном доме?

Где будет находиться точка росы

Могут существовать три варианта конструкции стены: без утеплителя, с наружной и внутренней обшивкой. Рассмотрим, где может находиться точка росы в каждом из этих случаев?

1. Конструкция без утеплителя, тогда точка росы расположена:

• внутри стены ближе к наружной поверхности;
• внутри стены смещена к внутренней поверхности;
• на внутренней поверхности – внутри помещения стена будет оставаться мокрой на протяжении всего зимнего периода.

2. Имеется наружный утеплитель, тогда точка росы находится:

• внутри утеплителя – это говорит о том, что расчет точки росы и толщины утеплителя проведены правильно, и стена в помещении будет сухой;
• любой из трех описанных случаев в пункте 1 – причиной является неправильный выбор утеплителя и его характеристики.

3. Сделана внутренняя обшивка, то точка росы будет:

• внутри стены ближе к утеплителю;
• на внутренней поверхности стены под обшивкой;
• в самом утеплителе.

Из рассмотренного выше становится понятно, что расположение точки росы также зависит от таких характеристик ограждения, как температура и паропроницаемость. Большинство современных утеплителей практически не пропускает пар, поэтому рекомендуется наружная обшивка стен.

Если вы выбираете внутреннее утепление, то нужно соблюсти следующие условия, чтобы:

• стена была сухой и теплой;
• утеплитель имел хорошую паропроницаемость и небольшую толщину;
• в здании функционировали вентиляция и отопление.

Зная возможные зоны образования конденсата, т.е. место расположения точки росы, можно для определенных климатических зон подобрать такой вид и материал утепления, который не создаст условий для сырых стен внутри дома.

Существует мнение, что дом должен утепляться снаружи, а утеплитель по всем параметрам соответствовать ГОСТу.

Тогда точка росы будет находиться внутри обшивки, то есть снаружи дома, и внутренние стены будут сухими в любой сезон. Именно поэтому наружное утепление выгоднее внутреннего.

Читайте также Теплоизоляционные материалы: разнообразие выбора

Чтобы более точно рассчитать точку росы для этого существует множество калькуляторов в интернете.

Как убрать точку росы из стены (видео)

Расчёт толщины утеплителя для стен фасада зданий

Расчет теплоэффективности фасада.

Утепление фасада дома – ответственный шаг, который требует точного расчета материалов. Для максимально комфортной температуры в доме, а также во избежание появления в будущем конденсата, плесени или грибка специалист-изолировщик должен предварительно изучить все данные о доме, включая его месторасположение, материал несущих стен, вид конструкции и так далее.

Для расчета толщины утеплителя, который будет использоваться при изготовлении термопанелей, мы тщательно анализируем все эти показатели и только потом рекомендуем нужную толщину теплоизолирующего материала.

 

С 2017 года набрал силу новый нормативный документ  «Теплова ізоляція будівель ДБН 2.6-31:2016». Детально по ссылке https://drive.google.com/file/d/1yXjLsCaPg7pVjgmezgllG-nhYoVszHd9/view?usp=sharing

Исходя из нововведений,  территория Украины находится теперь в двуд климатических зонах, каждая из которых имеет погодные условия, характерные только для нее, а именно минимальная и максимальная температура, разная влажность. Чтобы самостоятельно и правильно рассчитать толщину утеплителя и несущих стен необходимо учитывать эти значения.

Климатические зоны Украины

Предлагаем рассмотреть пример, который поможет Вам правильно выбрать толщь утеплительного материала.Чтобы не допустить возможное промерзание стен, нужно изначально правильно рассчитать и выбрать толщину утеплителя.

Если грамотно подойти к этому вопросу, так называемая «точку росы» выводится внутрь не несущих стен, а утеплителя, что в следствии поможет нам избежать избыточного количества влаги и формацию конденсата внутри дома.

 

Во избежание тепловых потерь рассчитываем толщину несущих стен. Однако если переусердствовать в выборе толщи утеплителя, это повлечет за собой лишние затраты со стороны финансов без увеличения энергоэффективных качеств. Помните, если правильно рассчитать теплоизоляционный слой, дома будет сохраняться оптимальный тепловой баланс: летом – прохлада, а зимой – тепло! 

Необходимая толщина теплоизоляционного слоя зависит от коэффициента тепло сопротивления (R), является константой и отображает свойства утеплителей, выражает величину плотности материалов деленное на тепло проводимость.  R определяется как соотношение в разности температуры с краев утеплителей к величинам тепло потока, что исходят из него.

 

Чем выше величина R, тем выше свойство теплоизоляции материала.  

 

R рассчитываем по формуле:

 

R = (толщина стен в метрах) / (коэффициент теплоизоляции в материале)

 

Ниже наводим Таблицу рекомендованных значений показателя тепло сопротивления R для разных климатических зон в Украине согласно новым нормам А.2.6-31:2016.

 Чтобы изучить более подробно, переходите по ссылке на нормы http://dbn.at.ua/dbn/DBN_V.2.6-31-2016_Teplova_izolyatsiya_budively.pdf

 Пример.

Рассчитать, правильно ли утеплен дом в Киевской области. Температурная зона 1, минимально допустимое значение коэффициента сопротивления наружных стен –

3,3. Стена построена из газобетона, ее густота — 600 кг/ м3, толщина 30 см, утеплена пенополистиролом толщиной 10 см ПСБС-25 по ГОСТ.

В Таблице теплопроводности строительных материалов его показатель (R) равен 0.26 Вт/(м*K)

И пенополистирол  толщиной 10 см плотностью ПСБС25 ГосТ  15,5 кг/ м3  0,039  Вт/(м*K) .

Проводим вычисления показатель тепло сопротивления R для слоя пенопласта и газобетонной стены, прибавляем два полученных значения и сравниваем полученное с Таблицей 3 «Минимального допустимого значения сопротивления ограждающей конструкции жилых и общественных сооружений».

Имеем стену из газоблока толщью 0,3 м, которую делим на коэффициент тепло проводимость газобетона. В результате получаем R = 2,56 (м2•°С)/Вт.

 

В следующем действии рассчитываем R для пенопласта, толщь которого 0,1 м и делим на коэффициент теплопроводности пенопласта, что равен 0,039 Вт/(м*K). Наш результат – R = 2,56 (м2•°С)/Вт.

Далее нужно сложить полученные величины R для пенопласта и газобетона, как итог имеем значение – R = 3,71(м2•°С)/Вт, можем сравнить его с требуемым верхней таблице. Для дома в Киевской области оно равно 3,3 согласно ДБМ А.2.6-31:2016.

Сравнивая видим, что расчет верный!

 

Толщь теплоизоляции для фасада дома должна быль не менее 10 см. В особых случаях ее можно сделать до 15 см, но нужно учитывать данные теплопроводности материала для утеплителя и наружной стены. Не стоит забывать, что R может меняться, это зависит от ТУ производителей, от особенностей используемых материалов.

Чтобы самостоятельно рассчитать энергоэффективность здания, мы рекомендуем сначала разобраться и лучше понять процессы теплообмена в стеновом пироге, и подробно ознакомиться с понятим «точки росы» в строительной сфере.

Точка росы – это то место, в котором пар встречает определенную температуру воздуха, превращаясь при этом в воду.

Чтобы рассчитать теплосопротивление утепляющего материала, Вам необходимо воспользоваться таблицей теплопроводности разных утеплительных фасадных материалов. Данную точку можно найти по всему слою готового фасадного пирога, и она зависит всего от двух показателей: влажность и температура. Температура конденсата (точка росы) на теплоизоляционном слое влияет на то, будет ли стена мокрой или сухой внутри. 

Например, если температура внутри помещения +20, а влажность – 60%, при температуре на поверхности +12 выпадет конденсат. 

Чем ниже уровень влажности внутри помещения, тем ниже будет показатель точки росы температуры в комнате. 

Например, в помещении температура составляет +20 градусов, а влажность – 40 % на поверхности при температуре ниже 6 градусов может выпасть конденсат. Таким образом, с повышением уровня влажности внутри комнаты  показатель точки росы повысится и будет стремиться к температуре нагретого воздуха внутри помещения.

 Например, с температурой внутри помещения +20, с влажностью 80% по всей поверхности при температуре ниже 16 градусов выпадет конденсат.  Если относительная влажность составляет 100%, точка росы совпадет с температурой внутри помещения. 

Например, температура внутри помещения составляет +20, а влажность 100%, тогда по всей поверхности с температурой ниже 20 градусов выпадет конденсат.   

Примеры, утепление фасада дома экструдированным пенополистиролом и пенопластом в Америке.

Местонахождение точки росы зависит от нескольких факторов: 

• толщин и плотность утепляющих материалов всех слоёв фасада,

• температура воздуха в помещении,

• температура воздуха на улице,

• влажность внутри помещения,

• влажность на улице.

Основными в данном случает являются два показателя: точка росы и ее местонахождение в фасадном пироге. 

Для начала следует разобраться с всевозможными местонахождениями точки росы в стеновом пироге: 

• в стене без утеплителя 

• в стене с наружным утеплителем

• в стене с внутренним утеплением 

В каждом варианте, рассмотрим результат такого местонахождения показателя точки росы.

Местонахождение точки росы в стене без использования утеплителя:

При положении точки росы возможны такие варианты стены без утепления:

1. Местонахождение точки росы между срединой и внешней поверхностью стен.

В этом случае стена остается сухой!

2. Местонахождение точки росы между срединой и поверхностью стены внутри помещения.  

В данном случае стена сухая, хотя может намокнуть, если быстро снизится температура воздуха вне помещения. Точка росы может сдвинуться к  поверхности стены внутри помещения. 

3. Местонахождение точки росы внутри помещения на поверхности. 

В случае отсутствия утеплителя: 

Стена будет мокрой практически всю зиму. 

 

В случае утепления стены снаружи могут быть такие варианты: 

1)Использование утепляющего материала с нужной толщиной в соответствии с теплотехническим расчетом с точкой росы внутри утеплителя.  

Когда точка росы размещена в средине утеплителя и утеплена стена снаружи – это верный способ местонахождения точки росы.

2)В случае, когда используют меньшую толщину утеплителя, чем рекомендуют специалисты, которые делали расчет, это может привести к трем видам последствий. 

                                                                            

                                                                                         

Местонахождение  точки росы в утепленных стенах 

Утепляя стену внутри, мы таким образом ограничиваем ее от комнатного тепла. В этом случае точка росы сдвигается внутрь комнаты и в результате снижается температура стены. Поэтому более реально размещение точки росы в трех вариантах: 

1) Размещение точки росы в толщине стены.  

Точка росы размещена внутри стены, утеплена стена внутри. При внутреннем утеплении, когда очка росы располагается внутри стены, она остается сухая, хотя, когда температура воздуха резко снижается, может намокнуть. В таком варианте возможен сдвиг точки росы к внутренним поверхностям стен.   

Точка росы размещена на внутренней поверхности стены, за утеплителем.

При этом стена утепляется изнутри. В этом варианте стена будет мокрая все время зимой. 

2) Размещение точки росы в утеплителе внутри.                                                     

Размещения точки росы в стене, утепленной снаружи (если утеплитель использован тоньше от расчетной толщины)

Расположение точки в стене, утепленной изнутри

В случае размещения точки росы в средине утеплителя, при внутреннем утеплении стены она также мокнет все время зимой вместе с утепляющим материалом. Уважаемые клиенты компании Роял Фасад! Наши специалисты перед оформлением заказа всегда проводят расчет теплоэффективности стен, поэтому Вы сможете насладиться прохладой в летнее время и сэкономить в отопительный период. Ваш дом всегда будет комфортным, теплым и сухим. 

Пример1 САЙТ: теплорасчет.рф

Размещение точки росы в толщине стены, стена утеплена внутри

В таком варианте стена остается сухой, но может и замокать при быстром снижении температуры окружающей среды. Размещение точки росы может сдвинуться ко внутренней поверхности стены.

Размещение точки росы на внутренней стене, за утеплителем.

Размещение точки росы на внутренней стене, за утеплителем, стена утеплена внутри.

В таком варианте утепления стена будет замокать всю.
3. Размещение точки росы в утеплителе внутри. 

 

 

И в этом случае стена мокнет всю зиму вместе с утеплителем.

Уважаемые заказчики, наша компания проводит расчет по теплоэффективности стен и, если серьезно отнестись к утеплению дома, Вы сэкономите на отоплении и дом всегда будет летом прохладным, а зимой сухим и теплым.

Пример1 

САЙТ: теплорасчет.рф

Программа для теплорасчета Теремок

Подробно описывает самостоятельный теплорасчет по утеплению фасада с помощью калькулятора.

Пример2 

 САЙТ: теплорасчет.рф

 Данное видео подробно описывает самостоятельный теплорасчет см. ссылку

Как можно или не можно утеплять стену внутри.

На данном сайте Вы сможете осуществить теплорасчет самостоятельно с помощью калькулятора. 

Пример2 

САЙТ: теплорасчет.рф

На видео также подробно описан теплорасчет, который Вы можете осуществить самостоятельно. 

Правила утепления стены изнутри

Понятие можно или не можно зависит от последствий появления конденсата в стене или снаружи. При правильном утеплении стены она должна оставаться сухой и только при резком похолодании может подмокнуть, такой вариант возможен. Но при стабильно мокрой стене изнутри в зимний период при стабильных температурах утеплять стену нельзя. Как было изложено выше, все зависит от местонахождения точки росы. При грамотном расчете точки росы сразу можно выяснить, где она находится у конкретной стены и как правильно ее утеплять. 

Рассмотрим сейчас, что может повлиять на утепление изнутри стены и каким образом, т.к. часто задаются вопросы, от чего зависит возможность или невозможность утепления в одинаковых домах и квартирах, построенных с использованием одинаковых строительных материалов одинаковых толщин.

Еще раз рассмотрим возможные варианты внутреннего утепления:

• выпадения конденсата (точка росы) 

• размещение точки росы в стене вначале и после утепления.

Выпадения конденсата напрямую зависит от процента влажности в помещении и температуры помещения. 

В свою очередь влажность в помещении зависит от:

• Условий проживания (временно или постоянно)

• Вентиляции (вытяжки и притока воздуха).

В свою очередь температура помещения зависит:

• Качественного отопления

• Уровня изоляции других конструкций помещения кроме стен (кровли окон, пола…)

Размещение точки росы зависит от:

• Использованного материала и толщины всего стенового пирога

• Температуры воздуха внутри помещения.

• Температуры воздуха окружающей среды. 

• Влажности воздуха в процентном соотношении в помещении. 

• Влажности воздуха снаружи.

Собрав ВСЕ вышеперечисленные факты, которые влияют на точку росы и ее размещение, мы имеем перечень факторов, которые влияют, 

на решение «можно или не можно» в данной ситуации утеплить стену изнутри.  

Вот что мы имеем по списку:

• режим проживания (временно или постоянно)

• вентилирование (приток и вытяжка воздуха)

• качественное отопление (достаточно ли прогрет воздух и стены)

• уровень теплоизоляции всех конструкций 

• толщины и материалы всех слоев стены

• температура в помещении

• влажность в помещении

• температура снаружи помещения

• влажность снаружи помещения

• климатическая зона

• что за стеной в помещении, улица или др. помещение.

Из такого списка можно понять, что даже при одинаковых параметрах всех стен и конструкций одинаковых ситуаций по теплоизоляции стены быть не может. 

Теперь рассмотрим, как приблизительно без конкретной ситуации возможно внутреннее утепление стены: 

• помещение, где постоянно проживают,

• существующая вентиляция согласно норме,

• отопление работает правильно согласно норме,

• все остальные конструкции помещения утеплены по всем нормам, 

• стена, которую предстоит утеплять,- толстая и теплая.  

• при расчете для стены дополнительного утепления, изоляция не должна превышать больше 50мм (пенопласт, вата, ПСБ). При сопротивлении теплопередаче стена «не доходит» до нормы 30ти и меньше процентов.

Простыми словами, ситуация упрощается и можно обойтись и без теплорасчета, если помещение у Вас находится в теплом регионе с нормальной влажностью с хорошим отоплением и вентиляцией с толстыми стенами которые не сыреют, поэтому теоретически утепление изнутри возможно.

Но мы все же рекомендуем к вопросу утепления отнестись более серьезно и все рассчитать для конкретной сложившейся ситуации. 

Все вышеизложенное говорит о том, что вариантов по внутреннему утеплению стен совсем немного и это действительно так. Из опыта можно сказать, что из 100 клиентов с обращением по внутреннему утеплению стен, только у 10 есть возможность это сделать без ущерба и последствий.

Во всех остальных случаях возможно только наружное утепление! 

Наши специалисты окажут все необходимые услуги по консультации расчетам и теплоизоляции стен.

Возможные последствия неправильного утепления стен внутри помещения.

Как правило, вначале с понижением температуры стены начинают мокреть. Далее все зависит от вида утеплителя — это мокрый или сухой утеплитель. Вата мокреет, а пенополистирол нет, но это не меняет последствий: в итоге при сочетании влаги, тепла и углекислого газа (который мы выдыхаем) появляется отличная среда для обитания грибка и плесени, которого легче избежать, чем в последствии выводить!

Сравнительная характеристика пенополистирола вспененного и пенополиуретана

Пенополистирол (ППС) это материал для теплоизоляции, который получают при многократном вспенивании и спекании  гранул полистирола в процессе нагревания с помощью газообразователя. Каждая гранула наполнена специальным веществом пентан (безвредный конденсат природного газа), затем идет подогрев паром, после чего полистирольные шарики увеличиваются в размере в 20 — 50 раз (как воздушные шары, надутые гелием). Они становятся упругими и склеиваются между собой под воздействием пара. В результате получается однородный материал для изоляции, который устойчив к сжатию. 

Главной составляющей пенополистироля является воздух (98%). Никаких других газов в изготовлении этих материалов не используют.

Следует отметить, что при его производстве не используют химических веществ, шарики полистирола удерживает исключительно механическая сила. Ученые по праву называют этот материал чистым полимером. 

Пенополистирол относят к термопластичным газонаполненным пластмассам. Вспененным полистирол состоит из гранул с размером от 5 до 15мм. Пенополистирольная плита имеет плотность 25 и 35 кг/м³, с коэффициентом теплопроводности λ=0,039Вт/мК.

Потребление вспененного пенополистерола (пенопласта) в Европе в 10 раз больше других утеплителей!

Экструзионный пенополистирол (XPS, ЭПС) — сокращенное название — ЭПС или XPS. Другими словами — экструдированныйпенополистирол. Впервые этот материал для теплоизоляции был создан в Соединенных Штатах Америки (1941 год). Данный вид утеплителя применяется достаточно широко: утепление фундамента и цоколя, кирпичной или любой другой кладки, штукатуренного фасада здания, любых видов кровли, пола (как обычного, так и теплого). Его применяют и в дорожном строительстве (автомобильном и железнодорожном)во избежание промерзания земли и вспучивания грунта. Пенополистиролэкструдированный является отличным теплоизоляционным материалом для спортивной площадки, ледовой арены или холодильной установки.

Экструзионныйпенополистирол отличается от пенопласта процедурой гранулирования. При создании обычного пенопласта микрогранулы «пропариваются» с использованием водяного пара. Увеличиваются они за счет повышения температуры и полностью заполняют форму пеной. При изготовлении экструзионногопенополистирола используется способ экструзии. Изготовитель смешивает полистирольные гранулы с использованием высоких температур и повышенном давлении, включая в процесс производства вспенивающий агент, после чего все выдавливается из экструдера.

Утепление фасада дома экструдированным пенополистиролом в Америке.

Определение положения точки росы при различном утеплении

Какие процессы идут в стене, которую утеплили изнутри? В каких случаях и по какой причине утеплять изнутри невозможно? Дать ответы на эти вопросы мы постараемся в данной статье.

Точка росы – о чем речь?

Первым делом необходимо рассмотреть явление, получившее наименование точки росы, имеющее в строительстве домов важное значение. Так называют отметку на термометре, которая соответствует моменту выпадения конденсата, то есть превращения пара в воду.

Где располагается место с такой температурой? От того, какой ответ вы дадите на этот вопрос, будет напрямую зависеть, сделается ли содержимое стены сухим или останется влажным. Точка может находиться на стеновой поверхности, выходящей в помещение либо наружу, или же размещаться в глубине непосредственно стены.

На температурные показатели, которые способствуют формированию конденсата, влияют только два фактора:

1. Степень влажность конкретной комнаты,
2. Температурный режим в конкретной комнате.

Рассмотрим примеры. Если в помещении 20 градусов выше нуля, а влажность составляет 60 процентов, влага станет конденсироваться на тех плоскостях, температура которых не превышает 12 градусов тепла.

Чем показатели влажности будут ниже, тем сильнее снижается точка росы по отношению к температурным показателям самого помещения. Так, при тех же 20 градусах и уровне влажности, достигающем 40 процентов, выпадение конденсата произойдет на любой из поверхностей, чья температура окажется не выше 6 градусов тепла.

И наоборот, высокое содержание влаги в воздухе приблизить точку росы к имеющимся температурным показателям в комнате. При вышеуказанной температуре с 80-процентной влажностью конденсат появится на плоскостях с температурными показателями менее 16,4 градусов тепла.

Стопроцентная влажность приравнивает фактические температурные показатели к точке росы.

Обнаруживаем точку росы

Ее местоположение находится в прямой зависимости от нескольких факторов. Среди них:

1. Показатели толщины и качества стеновых материалов;
2. Температурный режим комнаты;
3. Температурный режим за стеной;
4. Уровень влажность внутри;
5. Уровень влажности вне комнаты.

Итак, точка росы может иметь разное местонахождение. Существует несколько вариантов ее размещения:

Стена не утеплялась

Тогда точка росы отличается одним из следующих местоположений:

А) между серединой и внешней плоскостью стены; стена не намокнет.

Б) между серединой и внутренней плоскостью; стена не намокнет, однако не исключено ее намокание при значительном и внезапном снижении температуры на улице, несвойственном для регионального климата; точка росы зачастую перемещается на внутреннюю плоскость стены.

В) на внутренней плоскости; стена мокнет в течение зимы.

Стена утеплялась снаружи

Тогда местоположение точки росы варьируется так:

А) при толщине слоя утеплителя, соответствующей расчету по теплотехнике,  точка росы разместиться в его толщине; стена не намокнет, место точки росы можно назвать оптимальным.

Б) при толщине утеплителя ниже той, что предусмотрена в теплотехническом расчете, итогом может стать один из вариантов, которые мы описывали для случая с неутепленной стеной.

Стена утеплялась изнутри

Такое утепление изолирует стену от внутреннего тепла, местоположение точки росы перемещено внутрь, стена становится холоднее. Как следствие, точка росы в температурном и территориальном смысле предполагает больше вероятности появления конденсата.

А) при внутристеновом размещении точки росы стена не намокает, влага может появиться, если на улице резко похолодает на продолжительное время, тогда точка росы переносится к содержимому стены.

Б) при нахождении точки росы под утеплителем, которыми отделаны стены изнутри, стены будут мокнуть в течение всей зимы.

В) расположение точки росы в утеплителе оставляет стены влажными на весь зимний период, намокает также утепляющий материал.

Утепляем изнутри: в каких случаях это можно и почему нельзя

Каковы бы ни были предпосылки для утепления стены, их стоит брать в расчет только если при этом стена гарантировано останется сухая. Если вероятность намокания невысока – оно происходит лишь в случае резкого и неожиданного похолодания, – утепление с внутренней стороны допустимо. Для этого так важно рассчитать верное местоположение точки росы.

Здесь важно понимать, что каждое жилье является уникальным, поэтому и решение должно приниматься в каждом отдельном случае, а не «как у соседа».

К чему приведет внутреннее утепление, будет зависеть от точки росы и ее местонахождения в стене перед утеплением и на момент его завершения – это мы поняли. Как и тот принципиальный момент, что на точку росы оказывают влияние влажность и температура комнаты.

А вот что влияет на влажность? Таких факторов два:

1. Живете вы помещении постоянно или приезжаете на время;
2. Наличие вентиляции и уровень ее эффективности.

На температуру воздействуют:

1. Эффективность работы отопления;
2. Утепленность полов, окон, потолка или крыши (если это частный дом).

Положение точки росы зависит от:

— ширины стен, из чего состоит стеновой пирог;

— температурного режима;

— температуры и погоды за стеной, с учетом того, помещение там находится или открытое пространство,

— влажность в комнате;

— влажность извне; зависит, помимо всего прочего и от наличия за стеной помещения/ открытого пространства, а также режима использования данного помещения, важную роль играет климат.

Итак, если вы хотите произвести утепление стен из комнаты, вам необходимо взять в расчет целый список факторов, способных повлиять на местоположение и значение точки росы. Вам, в частности, предстоит дать ответы на следующие вопросы:

— Будете вы жить в комнате постоянно или временами?

— Соответствуют ли приток, а равно и вентвытяжка расчетной мощности?

— Хорошо ли работает отопление?

— Какова степень утепления потолка квартиры или крыши дома, а также окон и пола?

— Какова толщина каждого стенового слоя, из чего он сделан?

— Каковы температурные показатели в комнате?

— Какова влажность внутри и снаружи комнаты?

— Какой температурный режим сохраняется снаружи?

— В каком климате вы живете?

— Есть ли за стеной другое помещение и как оно используется – постоянно или время от времени?

Одним словом, каждая отдельная ситуация должна рассматриваться в индивидуальном порядке. В этом контексте идеальная ситуация для утепления изнутри будет выглядеть приблизительно следующим образом:

1. В помещении живут постоянно.
2. Монтаж вентиляции производился в полном соответствии с нормами, существующими для данного типа помещений.
3. Отопление смонтировано в соответствии с нормами и хорошо функционирует.
4. Потолок, пол и окна утеплено в соответствии с нормативами.
5. Стена, какую необходимо утеплить, является в достаточной степени широкой и теплой. Дополнительное утепление, используется ли пенопласт, ЭППС либо минеральная вата, не должно быть больше 5 см. Стена должна удерживать тепло на 30 процентов или менее.

В двух словах можно резюмировать вышеперечисленные факторы так: в теплом климате при грамотно организованных отоплении и вентиляции теплая и широкая стена может быть утеплена изнутри без негативных последствий.

Такая ситуация складывается достаточно редко. Как правило, лишь в 10 процентах случаев такое возможно проделать без вреда для жилья. Все остальные случаи предусматривают утепление снаружи – только и всего.

Если утепление изнутри произведено неправильно

Если при строительстве коттеджей произведено утепление изнутри без достаточных на то оснований, хозяевам такого жилища придется столкнуться с мокрыми стенами, а возможно и мокнущим утеплителем, если использовалась минеральная вата. Итогом станут неприятные последствия вроде появления плесени и грибка, которые не замедлят заявить о себе в течение года – трех лет.

Предотвращение образования конденсата путем расчета температурных градиентов — RoofersCoffeeShop®

Джоан Кроу, GAF.

Основная функция пароизолятора — свести к минимуму или уменьшить диффузию водяного пара в конструкцию крыши с малым уклоном и помочь предотвратить образование конденсата.

После того, как разработчик определил, что замедлитель испарения должен использоваться, цель состоит в том, чтобы убедиться, что температура на мембране замедлителя испарения всегда выше, чем температура точки росы.

Чтобы температура на пароизоляторе оставалась выше температуры точки росы, над пароизолятором необходимо установить достаточное количество кровельной изоляции, чтобы поддерживать достаточно высокую температуру пароизолятора. Итак, что может сделать дизайнер, чтобы определить это?

Испарение происходит в двух направлениях. Когда снаружи холоднее, чем внутри (например, зимой), теплый внутренний воздух движется наружу. Когда на улице теплее (например, летом), теплый наружный воздух движется внутрь. Когда температура наружного воздуха выше температуры внутри помещения, кровельная мембрана действует как пароизолятор. Там, где градусо-дней отопления больше, чем градусо-дней охлаждения, с внутренней стороны теплоизоляционного слоя устанавливаются замедлители испарения.

Расчет температурного градиента через крышу не так сложен, как может показаться.

Зимой теплый внутренний воздух стремится выйти наружу здания. При этом теплый внутренний воздух будет охлаждаться, проходя через крышу. Скорость, с которой воздух охлаждается, зависит от строительного материала, потому что каждый материал имеет свои отличительные свойства теплового сопротивления. Эти потери тепла или температурный градиент можно проиллюстрировать на схеме сборки крыши. Проектировщик может использовать этот метод, чтобы подтвердить, будет ли ингибитор парообразования эффективным в сборке крыши и где он должен быть расположен.

Расчет температурного градиента через крышу не так сложен, как может показаться. Следующая пошаговая процедура покажет вам, как выполнить этот графический анализ.

Например,

Рассмотрим нататориум (также известный как здание с бассейном внутри), расположенный в Миннеаполисе, штат Миннесота. Предлагаемая конструкция крыши представляет собой кровельную мембрану из ТПО, изоляционную плиту из полиизоцианурата высокой плотности толщиной ½ дюйма, два слоя полиизоциануратной изоляции толщиной 2½ дюйма, двухслойный войлочно-битумный гидроизоляционный слой, гипсокартон толщиной ½ дюйма и металлический настил.

Шаг 1 : Определите температуру сухого термометра для зимнего дизайна интерьера. Это расчетное значение, по сути, представляет собой температуру, которая будет поддерживаться внутри здания в зимние месяцы. Обычно эту информацию можно получить у проектировщика системы HVAC. Однако, если это существующее здание, инженер по обслуживанию здания является возможным ресурсом. Для этого примера давайте использовать 80 ° F для зимнего дизайна интерьера по сухому термометру.

Шаг 2:  Определите температуру по сухому термометру для зимнего внешнего вида. Расчетные значения можно найти в Главе 14 «Информация о климатическом расчете» Справочника ASHRAE 2017 г. «Основы»; или в Приложении к Руководству по кровле NRCA: Архитектурная металлическая обшивка и контроль конденсации и утечки воздуха — 2018. Для Миннеаполиса зимняя температура экстерьера по сухому термометру составляет -16 ° F.

Шаг 3 : Нарисуйте сборку крыши в удобном масштабе. Масштаб 3 дюйма = 1 фут хорошо работает и обычно подходит для стандартного листа размером 8,5 × 11. Под узлом крыши нарисуйте шкалу температуры под узлом крыши. Начальная температура, т. е. левая сторона шкалы, будет зимней расчетной внутренней температурой по сухому термометру. Шкала заканчивается температурой сухого термометра в зимнем дизайне экстерьера. Затем поместите вертикальные линии через равные промежутки между этими двумя линиями, чтобы обозначить шаг в 5 и/или 10 градусов. Смотри ниже.

Шаг 4 : Определите общее значение R для сборки крыши. Тепловые свойства кровельных материалов можно узнать из документации производителей. Другие возможные источники включают: Глава 26 — Данные о теплопередаче Справочника ASHRAE 2017 — Основы; или Приложение к Руководству по кровле NRCA: Архитектурная металлическая обшивка, контроль конденсации и утечки воздуха — 2018.

Ниже приведены R-значения для предлагаемого узла крыши.

*Обратите внимание, что «воздушная пленка» существует как внутри, так и снаружи кровельного узла. Воздушные пленки на самом деле имеют R-значение, и они влияют на общее R-значение крыши в сборе. Кроме того, существуют разные значения R для внутренних и наружных воздушных пленок для зимы и лета.

Шаг 5 : Рассчитайте количество потерь тепла на верхней поверхности каждого материала/слоя. Температура в верхней части каждого материала ниже, когда мы движемся от внутренней части к внешней. Формула потери тепла для перепада температуры (Td):
Td = Ti – [(R/RT) x ΔT]

, где:
Td = падение температуры (температура на верхней поверхности материала), градусы Фаренгейта
Ti = расчетная внутренняя температура (внутренняя сторона), градусы Фаренгейта
ΔT = (температура по сухому термометру в зимнем дизайне салона) – (температура по сухому термометру при внешнем дизайне)
ΔT = 80 градусов – (-16 градусов) = 96 градусов
R = совокупные значения R материалов, начиная с внутренней части
RT = значение R общая сборка

В таблице ниже приведены расчеты для каждого кровельного материала в примере сборки крыши.

Шаг 6 : Нанесите рассчитанные значения температурного градиента для верхней поверхности каждого материала на сборочный чертеж крыши. Нарисуйте линию от зимней расчетной температуры по сухому термометру внутри салона до следующего значения и продолжайте «соединять точки», пока не достигнете зимней расчетной температуры по сухому термометру снаружи.

Шаг 7 : Определите температуру точки росы. Температуру точки росы можно определить с помощью упрощенной версии психрометрической диаграммы ASHRAE, показанной ниже.

Для этого примера посмотрите на верхнюю строку диаграммы и найдите столбец расчетной температуры по сухому термометру (внутри), который в данном случае равен 80°F. Затем найдите 60-процентную относительную влажность в левой части диаграммы. Температура точки росы находится на пересечении столбца расчетной температуры по сухому термометру и строки относительной влажности. В этом примере температура точки росы составляет 65°F.

Примечание. Если расчетные значения не совсем соответствуют значениям в таблице, можно использовать линейную интерполяцию для определения температуры точки росы. Другой вариант — использовать приложение для расчета точки росы, например www.dpcalc.org.

Шаг 8 : Найдите значение температуры точки росы на линии градиента температуры на сборочном чертеже крыши. Если температура точки росы падает в пределах изоляции, расположенной над замедлителем пара, значит, над пароизолятором имеется достаточная теплоизоляция крыши. Таким образом, замедлитель пара должен эффективно предотвращать или сводить к минимуму образование конденсата внутри кровельного узла.

Если точка росы падает ниже ингибитора парообразования, необходима дополнительная изоляция. После выбора нового количества изоляции крыши убедитесь, что нового количества достаточно, снова выполнив графический анализ. И наоборот, если температура точки росы находится в пределах верхнего слоя изоляции, скажем, в верхней трети всего слоя изоляции, можно уменьшить количество изоляции крыши, чтобы предотвратить конденсацию, если точка росы остается в пределах изоляции, и, что важно, пересмотренная величина изоляции по-прежнему соответствует требованиям энергетического кодекса. Конечно, проведите еще один графический анализ, чтобы убедиться, что уменьшенное количество изоляции адекватно.

В заключение

Очень важно отметить, что этот графический метод является упрощенной процедурой, использующей теоретические постоянные значения. В реальном мире фактические значения относительной влажности и температуры точки росы постоянно меняются. Эта процедура является лишь одним из способов определить, будет ли замедлитель пара выполнять свою функцию. Разработчики должны дополнительно обосновать свой анализ, используя другие методы.

ПРИМЕЧАНИЕ. Этот блог предназначен только для информационных целей. GAF не предоставляет профессиональных дизайнерских услуг. Вы всегда должны проконсультироваться с профессиональным дизайнером, чтобы определить, подходит ли устанавливаемая кровельная система для конкретных потребностей вашего здания.

Узнайте больше о GAF по телефону www.gaf.com .

Источник: GAF

Расчет температурных градиентов | Журнал Professional Roofing

Основное назначение кровельного узла – предотвратить попадание воды в здание через крышу. Крыши с малым уклоном при правильном проектировании и строительстве хорошо выполняют эту функцию. Однако влажный воздух внутри здания может попасть в крышу и сконденсироваться в воду. Климат, в котором расположено здание, существенно влияет на тип, направление потока и степень миграции влаги и паров, которые будут происходить в здании и из него.

Проникновение паров из внутренней части здания во внешнюю, вероятно, будет наиболее сильным, когда наружная температура и относительная влажность низкие, а внутренняя температура и относительная влажность высокие. Эти условия чаще всего возникают в зимние месяцы в регионах с холодным климатом.

Более теплый воздух в салоне создает более высокое давление пара, чем более холодный наружный воздух. Кровельные конструкции создают барьер между этими областями с разным давлением пара. Если узел крыши недостаточно изолирован, теплый влажный воздух будет подниматься в узел крыши и может охлаждаться до температуры точки росы, вызывая образование конденсата.

Существует три основных метода предотвращения скопления влаги в конструкциях крыш с малым уклоном: использование пароизолятора, вентиляция внутреннего пространства и самосохнущая конструкция кровли. В этой статье основное внимание будет уделено замедлителям пара.

Руководство NRCA

Пароизоляторы в основном используются в конструкциях крыш с малым уклоном, чтобы предотвратить попадание большого количества влажного воздуха из внутренних помещений здания в конструкцию крыши, где может образоваться конденсат. Использование замедлителя пара обсуждалось в кровельной промышленности в течение многих лет. NRCA считает, что проектировщики кровельных систем должны рассмотреть возможность использования замедлителя пара при соблюдении следующих двух условий: средняя январская температура снаружи ниже 40 F (4 C) и ожидаемая относительная влажность внутри дома зимой составляет 45 процентов или выше.

Среднюю температуру наружного воздуха для определенного места можно определить на основе исторических климатических данных, собранных Национальной метеорологической службой. Местные климатические данные также могут быть получены от частных метеорологических служб, местных телевизионных или радиометеорологов или местных метеорологических наблюдателей. Если местные исторические климатические данные недоступны, карту на Рисунке 1 можно использовать для определения общих регионов со средними температурами января ниже 40 F (4 C).

Рисунок 1: Карта средней температуры января

Ожидаемая относительная влажность воздуха в помещении зимой для конкретного здания может быть определена по расчетному значению относительной влажности. Это значение обычно определяется проектировщиком системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) здания. Для существующих зданий расчетную внутреннюю относительную влажность иногда можно получить у знающего инженера по обслуживанию зданий или у того, кто обслуживает HVAC здания и механические системы управления.

Руководство NRCA по определению потребности в замедлителе испарения отличается простотой; они не подкреплены большим количеством научно разработанных данных. Дополнительную поддержку для включения замедлителей испарения можно получить в Инженерном корпусе армии США — Исследовательской и инженерной лаборатории холодных регионов (CRREL) или Американском обществе инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASRHAE) Inc. В любом случае, NRCA считает, что проектировщик кровельной системы несет ответственность за определение необходимости использования замедлителя пара.

Для того чтобы замедлитель пара выполнял свою функцию, температура на уровне замедлителя испарения должна быть выше, чем температура точки росы. После того, как было определено, что замедлитель испарения будет использоваться, следует рассчитать расчетную температуру в нижней части замедлителя пара и определить расчетную температуру точки росы. Для обеспечения того, чтобы температура на замедлителе парообразования оставалась выше температуры точки росы, необходимо определить и установить достаточное количество изоляции над замедлителем пара, чтобы поддерживать достаточно высокую температуру замедлителя пара.

Потери тепла

Зимой теплый воздух в салоне будет охлаждаться, проходя через или через крышу в сборе. Скорость, с которой воздух охлаждается, зависит от материала, через который он проходит, потому что каждый строительный материал имеет различные свойства теплового сопротивления. Задача проектировщика кровельной системы состоит в том, чтобы температура на пароизоляционной мембране была выше температуры точки росы, что, по сути, приводит к возникновению температуры точки росы внутри изоляции, установленной над пароизолятором. Один из способов добиться этого — графически проиллюстрировать изменение температуры.

Графический метод

Градиент температуры или количество тепловых потерь можно проиллюстрировать на схеме сборки крыши. Следующий пример основан на упрощенной процедуре, которая показывает графическую демонстрацию распределения температуры через узел крыши.

Рассмотрим следующий пример задачи. Рассматриваемое здание представляет собой текстильную фабрику, расположенную в Балтиморе. Температура по сухому термометру внутреннего дизайна составляет 70 F, а относительная влажность внутреннего дизайна составляет 65 процентов. Ваша задача состоит в том, чтобы рассчитать и проиллюстрировать температурный градиент через крышу, состоящую из насыпной крыши с гравийным покрытием, перлитовой изоляции толщиной 3/4 дюйма, полиизоциануратной изоляции толщиной 2 дюйма, двухслойного войлока и битумной мембраны. пароизолятор, гипсокартон толщиной 1/2 дюйма и металлический настил.

Первым шагом является определение температуры сухого термометра в зимнем дизайне интерьера. Это значение должно быть получено от проектировщика системы HVAC или, если это существующее здание, от знающего инженера по обслуживанию здания или любого другого лица, которое обслуживает HVAC здания и механические системы управления. Для этого примера, как уже упоминалось, зимняя температура по сухому термометру для внутреннего дизайна составляет 70 F.

Затем определите зимнюю температуру для внешнего дизайна по сухому термометру. Расчетные значения можно найти в Приложении 3 — Данные о климате/проекте 9.0141 Руководство NRCA по кровле и гидроизоляции, пятое издание , или в Главе 27 — Информация о климатическом расчете Справочника ASHRAE 2001 — Основы . Для Балтимора зимняя температура по сухому термометру составляет 10 градусов по Фаренгейту.

Затем нарисуйте крышу в разумном масштабе, например, 3 дюйма равны 1 футу. Затем разместите шкалу температуры под рисунком. Начальная температура на левой стороне шкалы будет зимней расчетной внутренней температурой по сухому термометру. Шкала заканчивается с правой стороны значением температуры по сухому термометру для зимнего дизайна экстерьера. Затем поместите вертикальные линии через равные промежутки между этими двумя линиями, чтобы обозначить приращения в 5 и 10 градусов. (См. рис. 2.)

Рисунок 2: Температурный градиент через сборку крыши

Затем определите общее значение теплопроводности крыши. Типичные тепловые свойства обычных строительных материалов можно найти в разделе «Контроль влажности» документа «Руководство по кровельным и гидроизоляционным материалам NRCA», пятое издание , или в главе 25 «Данные о передаче тепла и водяного пара» справочника ASHRAE 2001 года «Основы» . Важно отметить, что воздушная пленка существует на внешней и внутренней сторонах кровельного узла. Воздушная пленка имеет R-значение, которое влияет на общее R-значение крыши в сборе. Кроме того, существуют разные значения R для внутренних и наружных воздушных пленок зимой и летом. На рис. 3 приведены значения R для примера здания.

Рисунок 3: Примеры значений R

Следующим шагом является расчет количества тепловых потерь, происходящих в каждом материале, с использованием фундаментальной формулы тепловых потерь падение температуры =

T _i — [(R/R _T ) x ?T]

где:

T _i = расчетная внутренняя температура (внутренняя сторона), градусы по Фаренгейту

?T = (зимняя расчетная внутренняя температура по сухому термометру) — (расчётная внешняя температура по сухому термометру)

?T = 70 градусов — 10 градусов = 60 градусов

R = кумулятивное значение R материалов, начиная с внутренней части

R _T = значение R всей сборки

Расчеты для примера здания см. на рис. 4.

Рисунок 4: Расчеты для примера здания

Затем нанесите значения температурного градиента для каждого материала на сборочный чертеж крыши. Обратите внимание, что температура, определенная на предыдущем шаге, расположена на верхней поверхности слоя материала. Нарисуйте линию от внутренней температуры до следующего значения и продолжайте соединять нанесенные на график значения температуры, пока линия не достигнет расчетной внешней температуры, как показано на рисунке 2.9.0003

Затем определите температуру точки росы. Температуру точки росы можно определить с помощью упрощенной версии психрометрической диаграммы ASHRAE, которая показана на рисунке 5. Как упоминалось ранее, расчетные внутренние условия составляют 70 F для расчетной температуры по сухому термометру (расчетная внутренняя температура) и 65 процентов относительной температуры. влажность (расчетная относительная влажность).

Рисунок 5: Психрометрическая диаграмма ASHRAE в виде таблицы

В верхней части таблицы найдите столбец расчетной температуры по сухому термометру (внутренняя), которая в данном случае равна 70 F. Затем найдите ряд относительной влажности вдоль левая сторона стола. Температура точки росы находится на пересечении столбца расчетной температуры по сухому термометру и строки относительной влажности. В этом случае 65 процентов не указывается как относительная влажность, поэтому вы должны использовать линейную интерполяцию между значениями точки росы, указанными для 60 процентов и 70 процентов относительной влажности, следующим образом: интерполированное значение точки росы =

DP ₁ + RH — RH ₁ (DP ₂ — DP ₁ )
RH ₂ — RH ₁ 9000 31 290122222222222221 2 ₂ — 22 ₂ — _{2 .}

RH = 65 %

RH ₁ = 60 %

RH1 2 = 70 процентов

Наконец, найдите значение температуры точки росы на линии градиента температуры. Если температура точки росы попадает в изоляцию, расположенную над пароизоляционным материалом, на нижней стороне пароизоляционного материала не должно образовываться конденсата. Если она опускается ниже изоляции, требуется дополнительная изоляция.

Если требуется дополнительная изоляция, выберите новое количество изоляции и снова выполните графический анализ, чтобы определить, попадает ли температура точки росы в изоляцию. Кроме того, если температура точки росы находится в верхней части (около верхней трети) изоляции, количество изоляции может быть уменьшено до тех пор, пока точка росы остается в пределах изоляции, а количество изоляции соответствует строительным требованиям. требования кода. Необходимо выполнить графический анализ, чтобы определить, продолжает ли уменьшенное количество изоляции удерживать точку росы внутри изоляции.

Предупреждение

Графический метод, представленный в этой статье, представляет собой упрощенную процедуру с использованием теоретических постоянных значений. Фактические значения относительной влажности и температуры точки росы постоянно изменяются в типичных условиях здания по мере изменения температуры окружающей среды и/или давления водяного пара в воздухе. Проектировщик системы HVAC обычно определяет проектные значения для определения размеров оборудования, а также для теплоизоляции ограждающих конструкций и контроля водяного пара. Эти расчетные значения чаще всего основаны на ожидаемых максимальных экстремальных условиях. Поскольку графический метод — это всего лишь один из способов определить, будет ли пароизолятор выполнять свою функцию, проектировщики кровельных систем должны дополнительно обосновать свой анализ, используя другие методы. Дополнительные методы можно найти в Руководство NRCA по кровле и гидроизоляции, пятое издание .

Джоан П. Кроу — менеджер технических служб NRCA.

---

Определения

Расчетная температура по сухому термометру, наружная: Это зимняя конструкция при наружной температуре по сухому термометру. Единица измерения выражается в градусах Фаренгейта.

Расчетная температура по сухому термометру, внутри: Расчетная температура по сухому термометру внутри здания в зимних условиях. Единица измерения выражается в градусах Фаренгейта.

Температура точки росы: Это температура, при которой воздух становится насыщенным водяным паром, или температура, при которой относительная влажность воздуха составляет 100 процентов. Единица измерения выражается в градусах Фаренгейта.

Температура по сухому термометру: Это температура воздуха, измеренная обычным термометром. Единица измерения выражается в градусах Фаренгейта.

R-значение: Представляет значение теплового сопротивления, применимое к определенной толщине материала или конструкции. Термическое сопротивление — это средняя разница температур между двумя определенными поверхностями материала или конструкции, которая вызывает поток тепла через единицу площади в стабильных условиях. В английских единицах это выражается в градусах F•ft²•h/Btu.

Относительная влажность: Это отношение давления водяного пара в данном объеме воздуха к давлению полностью насыщенного водяного пара при той же температуре. Выражается в процентах.

Защита от конденсата: почему правильный выбор изоляции защитит вас от дождя

Откуда берется вода?

Весь воздух на Земле содержит по крайней мере небольшое количество влаги в виде водяного пара из-за земной атмосферы и климата. ¹ Это означает, что водяной пар всегда будет присутствовать в воздухе вокруг ваших систем и будет конденсироваться в жидкость при правильных условиях.

Количество влаги в воздухе можно измерить относительной влажностью или процентным содержанием водяного пара в воздухе по сравнению с максимальным количеством водяного пара, которое может удерживать воздух при данной температуре. Например, в Лас-Вегасе, штат Невада, самом засушливом из крупных городов США, средняя относительная влажность составляет 30 %, а это означает, что в среднем удерживается только 30 % максимального количества водяного пара при этой температуре. в воздухе. Феникс, штат Аризона, является следующим в списке засушливых крупных городов с относительной влажностью 40%, при этом в большинстве крупных городов в среднем около 70%. ²

Точка росы – это температура, при которой водяной пар, находящийся в воздухе, конденсируется в жидкость. Чем выше относительная влажность, тем ближе будет точка росы к температуре воздуха; и наоборот, чем ниже относительная влажность, тем ниже температура точки росы. Например, при 68°F и относительной влажности 70% точка росы составляет 58°F, а при той же температуре, но при относительной влажности 30%, точка росы составляет 35°F. ³

Если температура поверхности ниже этой точки росы, воздух вокруг нее будет охлаждаться, а водяной пар будет конденсироваться в жидкость. Таким образом, поддержание температуры поверхностей систем с температурой ниже температуры точки росы имеет первостепенное значение для контроля образования конденсата.

Конденсация: в помещении идет дождь

Системы с температурой ниже температуры окружающей среды, такие как системы охлажденной воды, охлаждения и воздуховодов, очень восприимчивы к образованию конденсата на их поверхностях. При температуре поверхности намного ниже средней точки росы в помещении эти системы могут быстро потеть и вызвать явный дождь в помещении.

Возьмем, к примеру, следующую трубу охлажденной воды с температурой 40°F в жарком и влажном помещении. Молекулы водяного пара в воздухе с температурой 80°F будут конденсироваться в жидкость, поскольку температура поверхности (Ts) 40°F намного ниже точки росы 72°F.

Очевидно, что это неприемлемое состояние в пространстве, но что можно сделать, чтобы этого не произошло?

Предотвращение образования конденсата: используйте изоляцию!

Поддержание температуры поверхности выше точки росы, в данном случае 72°F, имеет первостепенное значение для предотвращения образования конденсата. Добавляя в систему изоляцию нужной толщины, вы не только экономите энергию, предотвращая приток тепла по всей системе, но и повышаете температуру поверхности выше точки росы (рис. 3). Однако, если изоляция пористая, водяной пар все же может проникнуть сквозь изоляцию и конденсироваться на холодной поверхности трубы, независимо от толщины изоляции. При использовании пористого изоляционного материала абсолютно необходим замедлитель пара, чтобы предотвратить прохождение водяного пара через изоляцию и конденсацию.

Эти принципы справедливы и для систем воздуховодов. Поскольку системы кондиционирования воздуха не только охлаждают помещение, но и удаляют влагу, контроль конденсации также важен для систем воздуховодов. Правильная толщина изоляции, при необходимости с пароизолятором, предотвратит образование конденсата на поверхностях воздуховодов, как и в системах трубопроводов ниже температуры окружающей среды.

Почему образуется конденсат даже в изоляции?

Даже после изоляции системы все еще может образовываться конденсат в результате просчета или неправильной установки. Если инженер не примет во внимание условия экстремальной влажности помещения или система будет функционировать за пределами нормальных проектных параметров, толщины изоляции будет недостаточно, чтобы компенсировать увеличение водяного пара в воздухе, и по мере нагревания будет образовываться конденсат. температура поверхности падает ниже точки росы. Изоляция также должна быть установлена ​​правильно; любой зазор в изоляции или маленькое отверстие в пароизоляторе приведет к конденсации и должно быть немедленно закрыто.

Для контроля образования конденсата в системе с температурой ниже температуры окружающей среды необходимо выбрать изоляционный материал с низкой паропроницаемостью, чтобы водяной пар не проходил через материал и не конденсировался в системе. Надлежащая толщина должна быть определена из наихудших условий в пространстве и может быть подтверждена с помощью расчетных инструментов, используемых промышленностью или производителями. При правильной толщине и низкой паропроницаемости ваша система будет защищена от воздействия конденсата.

Проблема с конденсатом

Конденсат в механической системе вызывает не только неудобство капающей воды; это также может привести к разрушительным последствиям для изоляции или самой системы. Попадание влаги – это поглощение воды пористым материалом, что приводит к увеличению теплопроводности и ухудшению состояния системы утепления. Коррозия под изоляцией (CUI) может образовываться, когда вода попадает между системой и изоляцией, вызывая сильную коррозию металла под ней. При наличии воды и источника пищи плесень может следовать за любым конденсатом, который образуется в системе.

Попадание влаги: впитывание воды как губка

В пористых изоляционных материалах используется замедлитель испарения для защиты от скопления водяного пара. К сожалению, эти пароизоляторы не являются полностью непроницаемыми, и их часто надрезают или рвут в процессе регулярного технического обслуживания, или они не полностью герметизируются во время установки из-за сложных конфигураций или нехватки места. При любом зазоре в пароизоляторе водяной пар начнет скапливаться между пустотами, как губка, впитывающая воду, при этом увеличение содержания влаги на 1 % приводит к снижению теплотворной способности на 7,5 %. После заполнения всех пустот на внешней поверхности изоляции и самой системы начнет скапливаться конденсат, образуя мостик холода с теплопроводностью воды (4,1 БТЕ/(ч °F. фут2/дюйм) при 75 °F средняя температура). Этот тепловой мост вызывает большой прирост тепла в системе ниже температуры окружающей среды, поскольку изоляция переключается на проводник тепла, и эффективность вашей системы резко падает. Эта вода, удерживаемая в непосредственной близости от системы, также может привести к другим проблемам, влияющим на материал, который вы пытались защитить в первую очередь.

Коррозия под изоляцией (CUI)

Одной из проблем, которая может возникнуть в результате проникновения влаги, является коррозия под изоляцией (CUI) или образование коррозии на поверхности системы, когда вода попадает между поверхностью системы и изоляцией. . В то время как CUI может образоваться из-за сбоя системы (протечек) или неправильной защиты от атмосферных воздействий, это также может произойти, когда конденсат попадает на поверхность трубы через разрыв в пароизоляции. Попадание влаги в пористые материалы может привести к КИН, так как изоляция удерживает воду непосредственно рядом с самой системой, обволакивая металл мокрым покрытием и создавая условия для образования коррозии. Однако CUI также может образоваться, если водяной пар находит щель в пароизоляции и продолжает конденсироваться под изоляцией. Любая система, подверженная коррозии, не будет работать должным образом, так как металл начнет разрушаться, а затраты на техническое обслуживание замены поврежденной системы будут довольно высокими. Оставленная в покое на достаточно долгое время, эта коррозия может привести к полному отказу системы, гораздо более катастрофическому отказу.

Плесень

Плесень – это различные виды грибков, которые могут расти практически на любой поверхности при температуре от 32°F до 120°F (оптимально от 70°F до 90°F) при отсутствии воздушного потока, влажного от влаги. ⁴ Если внутри изоляции образуется конденсат, а изоляция остается влажной, это создает идеальную среду для начала роста плесени, часто без каких-либо следов на внешней стороне изоляции. Затем эта плесень может распространяться по всей изоляции и начинать формироваться на поверхности, где она может перемещаться по воздушному пространству и вызывать аллергию, сыпь, приступы астмы и общее плохое качество воздуха в помещении.

Заключение: сделайте все правильно с первого раза

В системах с температурой ниже температуры окружающей среды всегда существует риск образования конденсата. Если система не изолирована должным образом, проникновение влаги, CUI и плесень вскоре последуют за первой каплей конденсата. Если образование конденсата не будет обнаружено вовремя, придется заменить не только изоляцию, но и сами трубопроводы, воздуховоды или другие компоненты системы, а также любое окружающее оборудование, на которое капал конденсат. . Важно убедиться, что система изолирована изоляцией нужной толщины, чтобы температура поверхности всегда была выше точки росы, и использовать полную пароизоляцию, чтобы избежать риска образования конденсата.

Заявление об авторских правах

Эта статья была опубликована в выпуске журнала Insulation Outlook за октябрь 2018 года. Авторские права © Национальная ассоциация изоляторов, 2018 г. Все права защищены. Содержание этого веб-сайта и журнала Insulation Outlook не может быть воспроизведено каким-либо образом, полностью или частично, без предварительного письменного разрешения издателя и NIA.