Точка росы внутри стены последствия

Точка росы в деле мокрых стен

Что такое точка росы? Где она в стене? И где появляется точка росы при утеплении балкона изнутри? Преднамеренно или по незнанию ответы на эти вопросы иногда искажаются или выдёргиваются из контекста. Возникают мифы и, что гораздо опасней, ошибки монтажа, а отсюда растут ноги неприятностей для хозяев квартиры и самого ремонта. Мы решили разложить всё по полочкам, чтобы читатель получил чёткую картину этого процесса.

Что такое роса и где её точка

Природа росы на луговой траве и влаги на отделке, окнах либо, что ещё хуже, внутри строительных конструкций – одна. Роса конденсируется из водяного пара в воздухе, когда он охлаждается до температуры точки росы.

Где искать точку росы? Представим упрощённую структуру воздуха (рис. 1). При обычном атмосферном (комнатном) давлении молекулы воздуха находятся достаточно далеко друг от друга. Между ними остаётся много свободного пространства, в котором может разместиться некоторое количество молекул воды (тот самый водяной пар).

Теперь представим, что воздух охлаждается. Известно, что объём любого остывающего тела уменьшается. Молекулы воздуха сближаются, места между ними всё меньше. В микромире становится тесно. Наступит момент, когда молекулы воды начнут «выдавливаться» из объёма воздушной смеси. Что им остаётся? Дружно объединяться в крупные капли – росу – или мелкие – туман.

Достигнута температура точки росы воздуха – когда из воздуха «сливается» лишняя вода – выпадает конденсат (рис. 2).

Другими словами, каждой температуре соответствует определённый максимум растворённых в воздухе паров (рис. 3). Меньше их может быть, тогда воздух суше и конденсат невозможен. Больше – нет, так как избыток воды из невидимого пара сконденсируется в капельную влагу. Это важный момент, основа для понимания, как проектируется и собирается толковое утепление балкона, да и утепление любого помещения вообще.

Воздух можно сравнить с пористой губкой. Пока вода внутри – мы её не видим. Если сжать губку (охладить воздух), то часть воды вытечет, а часть останется. Прижмём сильнее – вытечет ещё чуть-чуть.

Рисунок 3. График точки росы в воздухе

Например, если при +20 °С в 1 м3 (в кубометре) воздуха квартиры содержится 15 г воды, то никакой конденсат нам не грозит (рис. 4). Ведь при этой температуре воздух способен растворить до 17,3 г водяного пара. Охлаждаем помещение до +10 °С. В точке росы при этой температуре воздух может содержать максимум 9,4 г воды. Значит, теперь в каждом кубометре воздушной смеси 5,6 г жидкости лишние (15–9,4=5,6). Она соберётся каплями конденсата на плотных предметах или в виде сырости на впитывающих материалах.

Расследуем дело мокрых стен

Структура большинства строительных материалов состоит из многочисленных капилляров – пор, микротрещин, по которым перемещается растворённая в воздухе влага. Количество и размеры таких «дырок» влияют на показатель паропрозрачности.

Представьте два муравейника. Один со множеством крупных ходов (паропрозрачный материал), а в другом ходов мало и они узкие (непаропрозрачный материал). В первом толпы букашек (молекул воды) могут свободно бегать вглубь и обратно. Во втором – лишь единицы.

Паропрозрачность выражается через коэффициент паропроницаемости либо величину сопротивления паропроницанию:

1. Коэффициент паропроницаемости зависит от самого материала. Грубо говоря, от того, насколько он пористый. Чем больше коэффициент (табл. 1), тем легче пару проходить сквозь материал.

2. Сопротивление паропроницанию – обратная величина, учитывающая ещё и толщину слоя. Например, чем толще стена, чем длиннее и запутанней в ней капилляры, тем труднее молекулам пара протискиваться через них.

У толстого слоя плотного материала сопротивление паропроницанию будет выше, чем у тонкого и пористого.

Коэффициент и величину сопротивления используют для расчёта точки росы в стене и утеплителе. Расчёты требуют определённых инженерных знаний, но для общего понимания расшифруем:

1. Коэффициент паропроницаемости показывает, сколько миллиграмм (мг) пара пройдёт через образец материала толщиной 1 метр за 1 час, если разница давлений пара между противоположными поверхностями образца – один паскаль (Па, 100 000 Па=1 бар?1 атм) – рис. 5. Обозначение коэффициента «мг/(м*ч*Па)» можно найти на упаковках некоторых строительных материалов. Например, его указывают для пенопласта или газобетона.

2. Сопротивление паропроницанию ((м2*ч*Па)/мг) находят, разделив толщину слоя материала в метрах (м) на коэффициент паропроницаемости. Таким образом, сопротивление, в отличие от коэффициента, уже показывает паропрозрачность не 1 м, а слоя материала конкретной толщины.

В расчётах паропрозрачности многослойной конструкции, например «стена + утеплитель + отделка», общее сопротивление паропроницанию определяют с учётом сопротивления каждого из слоёв.

Рассмотрим простую (неутеплённую) стену из кирпича или бетона. Пусть в помещении +20 °С при -20 °С снаружи. Дома теплее и фактической влаги в воздухе больше, чем на улице.

Источники пара в квартирах – санузлы, кухни, сохнущее бельё, дыхание человека и растений.

Чем больше влаги, тем она тяжелей – выше её давление. Имеем систему с перепадом давлений и паропрозрачной прослойкой (стеной) внутри (рис. 6). Что произойдёт? Пар будет выравнивать давление. Поэтому зимой направление его потоков всегда направлено из помещения на улицу.

Откуда в стене или на стене появляется вода?

Температура в стене постепенно снижается от её внутренней поверхности к внешней. Вода появится там, где воздушная влага остынет до температуры точки росы. Это может произойти во внутреннем слое пористой стены, а также на её поверхности.

Место конденсации зависит от паропрозрачности материала, его толщины, температуры и влажности в помещении и на улице.

Росу на холодной стене можно увидеть, если:

1. Поверхность окрашена масляной краской. Масляные покрытия практически непаропроницаемы, поэтому весь конденсат на них собирается снаружи. Если его много, то он стекает ручьями.

2. Паропроницаемый материал (кирпич, бетон) остыл настолько, что конденсат выпадает уже как внутри, так и на поверхности. В первую очередь это происходит там, где холоднее всего – в углах помещения, на оконных откосах или за мебелью, придвинутой к внешним стенам. В подобных местах появляются сырые пятна, капли росы или даже иней со льдом.

Не всегда точка росы заявляет о себе столь очевидно. Бывает, она незаметно прячется внутри стеновой конструкции.

К сожалению, сухие на вид стены не всегда таковы внутри. Зимой в наружных неутеплённых стенах капельная влага не редкость. В этом легко убедиться, приложив ладонь к стеновой поверхности в типовой квартире застройки прошлого столетия.

Ощущение стылости – это и есть сочетание холода и высокой влажности.

Получается, что хотя конденсат и не стекает ручьями, но он всё же есть. Почему мы его не видим?

1. Воздух вблизи стены подсушивается за счёт проветривания или хорошей вентиляции.

2. Сильные морозы держатся недолго, роса не успевает проступать на поверхность.

3. Днём достаточно солнца, которое дополнительно прогревает стены с улицы.

4. Точка росы глубоко в стене. Из мокрого слоя вода уходит по капиллярам в соседний сухой, где в основном успевает испариться и выветриться (рис. 7).

Примерно так происходит, если положить пористую губку на мокрый стол: губка втянет в себя воду и подсушит поверхность.

Чем же опасна точка росы в строительных конструкциях?

Роса в любом количестве может стать причиной серьёзных проблем:

Сырые стены холоднее, так как вода в капиллярах остывает быстрее, чем воздух. Результат: либо мёрзнуть в квартире, либо тратить больше денег на отопление.

Если роса на стенах/в стенах постоянно, то появится плесень. Результат: испорченные отделка и настроение. Кроме того, споры плесени опасны для здоровья — они причина многих лёгочных заболеваний.

Там, где в стене минус и есть конденсат, появится лёд. Результат: замерзая, вода расширяется и постепенно ломает даже сверхпрочный железобетон — он трескается, расслаивается и крошится.

Очевидно, что даже немного конденсата в строительных материалах – уже плохо. Как же с ним бороться?

Мокрому месту в стенах не место

Устраните хотя бы одну из причин появления конденсата, и проблема точки росы внутри и снаружи строительных конструкций исчезнет сама собой. Для этого можно выбрать одно из трёх:

1. Не дать стенам замёрзнуть.

2. Закрыть влажному воздуху дорогу в стеновые поры и микротрещины.

3. Сделать и то и другое одновременно.

В строительстве и ремонтах для этого используются различные технологии. Но нас, прежде всего, интересует, как не допустить точку росы в стене при утеплении балкона изнутри, ведь именно таким утеплением мы и занимаемся. Почему оно должно быть внутренним, читайте здесь (скоро), а о подробностях его устройства – здесь (скоро).

Мы собираем практически непаропроницаемый многослойный теплоизоляционный барьер – своеобразный термос (рис. 8).

Через него способно просочиться столь незначительное количество пара из квартиры, что в стене за утеплителем просто нечему конденсироваться. Внешняя стена остаётся холодной, но в её капиллярах не остывающий комнатный воздух, а уличный, и влаги в нём меньше точки росы. В результате на балконе тепло, сухо и комфортно!

Паропроницаемость и теплоизоляционные свойства нашей системы были рассчитаны по соответствующей инженерной методике. Одна из главных задач таких расчётов – избавление от точки росы.

Для проектирования конструкции балконной теплоизоляции мы использовали:

методику проектирования СП 23-101-2004;

актуальную редакцию СНиП 23-02-2003 – СП 50.13330.2012;

актуальную редакцию СНиП 23-01-99 – СП 131.13330.2018.

Подведём итоги

1. Точка росы в строительстве – это определённое сочетание температуры и влажности. Для выпадения конденсата в стене или утеплителе одной низкой температуры недостаточно.

2. Если внутренняя теплоизоляция балкона правильно рассчитана, грамотно и аккуратно собрана, то в такой конструкции никакой точки росы не будет, ведь на пути водяных паров стоит многослойная паронепроницаемая система утепления.

Источник

Точка росы в стене — расчет и нахождение

Определить точку росы в стене очень просто. Ниже будет приведен пример, как сделать расчет. Это может сделать каждый, кто заинтересован в вопросе правильного утепления.

Точка росы — это температура, при которой водяной пар начинает конденсироваться.

Что такое точка росы

Точка росы в стене может перемещаться по ее толщине при изменении температур внутри помещения и снаружи. Например, если внутри помещения стабильная температура, а на улице похолодало, то точка росы передвинется по толщине стены ближе к помещению.

Температура предмета, на котором начнет конденсироваться пар, т.е. точка росы, зависит в основном от двух параметров:

• температуры воздуха;
• влажности воздуха.

Например, при температуре внутри помещения +20 град и влажности 50%, температура точки росы будет (примерно) +12,9 градусов. Если в помещении появится предмет с такой температурой или ниже, то на нем образуется конденсат.

Например, когда открывается холодильник, то внутри него выпадает роса из поступающего теплого воздуха. Она выглядит как «туман идущий из холодильника».

Если на улице холодно, то где-то в стене будет температура, при которой начнется конденсация пара, и в этой точке будет увлажнение. Если стена тонкая, «холодная», и ее внутренняя поверхность охладится до 12,9 градусов или меньше (при указанных значениях температуры и влажности воздуха), то на ней выпадет роса, она станет мокрой, и очень быстро обзаведется плесенью.

При утеплении стен, конструкций дома, полезно сделать расчет точки росы для наибольших и наименьших значений влажности и температуры, чтобы знать в каких границах пространства будет перемещаться точка росы при изменении этих параметров.

Как выполняется расчет

В расчетах точки росы и толщины утепления не учитываются некоторые параметры, — давление, скорость движения воздуха, плотность материала… Поэтому говорить можно только о приближенных значениях. Но, это не критично, когда речь идет об определении толщины утеплителя.

Для определения точки росы в стене проще всего воспользоваться таблицами готовых примерных значений, и не пытаться самостоятельно заниматься расчетами. Тем более не стоит доверять самодельным программам из интернета, они часто не учитывают параметры и выдают ложные значения, а иногда — и по принципу случайных чисел.

Ниже приведена таблица расчетных значений точки росы в зависимости от температуры воздуха и его влажности. Это примерные значения, так как не учитывается влияние других факторов.

Например, можно определить, что для помещения с температурой внутри +22 градуса, и влажностью 60%, температура при которой будет конденсироваться водяной пар (точка росы) составит 13,9 градусов.

Стена с утеплителем — как определить место конденсации

Решить задачу нахождения точки росы в стене очень просто.
Нужно знать:

• коэффициент теплового сопротивления стены, ?1, Вт/(м•К);
• коэффициент теплового сопротивления утеплителя, ?2, Вт/(м•К);
• толщину стены, h1, м;
• толщину утеплителя, h2, м;
• температуру внутри помещения, t1,град. С;
• влажность воздуха, который будет доходить до точки росы, %;
• точку росы для данных температуры и влажности, град. С;
• температуру снаружи, t2, град. С.

В грубом приближении принимается, что температура по толщине каждого слоя будет изменяться линейно.

Искомая величина — температура на границе слоев стены и утеплителя. Когда она будет найдена, можно построить график изменения температур в слое «стена-утеплитель» и по нему отыскать положение точки росы.

Для этого находится отношение теплового сопротивления стены к тепловому сопротивлению утеплителя, исходя из которого, определяется изменение температуры в одном из слоев, что даст возможность узнать температуру на границе.

Рассмотрим на примере.

Пример расчета

Пример условий следующий.
Железобетонная стена h1=36 см, утеплена пенопластом h2=10 см. Коэффициент теплового сопротивления железобетона ?1=1,7 Вт/смК, пенопласта — ?2= 0,04 Вт/смК. Температура внутри t1=+20 град, снаружи t2=-10 градусов. Влажность внутри помещения и снаружи принимается одинаковой — 50%. Согласно таблицы, точка росы составит 9,3 градусов.

Тепловые сопротивления стены и утеплителя определяются как h/ ?, вт/м2К.
В данном примере тепловое сопротивление стены составит 0,36/1,7=0,21 вт/м2К., утеплителя 0,1/0,04= 2,5 вт/м2К.

Отношение тепловых сопротивлений первого слоя ко второму (стены к пенопласту) составит: n=0,21/2,5=0,084.
Тогда перепад температур в первом слое (стена) составит, Т= t1- t2хn = 20-(-10)х0,084=2,52 град.

Соответственно температура на границе слоя будет равна t1-Т=20-2,52=17,48 град.

Теперь мы можем в масштабе построить примерный график перепадов температуры в слое стена — утеплитель и отметим на нем точку росы.

Из примерных расчетов и примерного графика можно узнать главное – точка росы находится в утеплителе, далеко от стены, т.е. даже ухудшение условий, с учетом погрешности расчетов, не повлечет пагубного увлажнения стены.

Пример определения места нахождения температуры конденсации внутри стены

Температура внутри +22 град, снаружи — 15 град (регион севернее), влажность — 50%, точка росы — 11,1 градусов. Стена толщиной 38 см из кирпича (1,5 кирпича +шов+штукатурка принимается все как «кирпичная кладка»).

Коэффициент теплового сопротивления для кирпичной кладки — 0,7 Вт/смК, для минеральной ваты — 0,05 Вт/смК (с учетом ее увлажнения в реальных условиях эксплуатации).

Тепловое сопротивление стены: 0,38/0,7=0,54 вт/м2К., утеплителя 0,1/0,05= 2,0 вт/м2К.
Отношение тепловых сопротивлений первого слоя ко второму составит: n=0,54/2,0=0,27 , а перепад температур в пределах первого слоя будет Т= 22 — (-15)х0,27=9,99 град. Температура на границе слоев: 22- 9,99=12 град.

Как видим, ситуация «впритык». С повышением влажности, что обычное явление, с падением температуры внутри помещения, или в холодную зиму, точка росы будет «гулять» внутри стены.

Такое утепление для относительно «теплой» кирпичной стены, уже будет считаться недостаточным, и по положению точки росы и по нормативным значениям теплопотерь, через ограждающие конструкции.

Точку росы можно сдвинуть и нагревом помещения с помощью внутреннего отопления и его осушением. Естественно, что это крайняя мера, которую применяют лишь когда пришла пора «сушить стены».
Точка росы в стене — расчет и нахождение

Какие значения нужно принимать для расчета

Обычно температура внутри помещения принимается 22 градуса, чаще у пола она ниже, а под потолком достигает 27 градусов. Для центральных регионов считается минимальной температура снаружи помещений -15 градусов, (допускается кратковременные понижения температуры до -20 — -25 градусов).

Для южных регионов — -7 градусов, с кратковременным понижением -15 — -20 градусов.
(Минимальную температуру можно выбрать самостоятельно, — какая температура держится зимой постоянно? До каких значений она опускается кратковременно?)

Влажность воздуха в помещении обычно принимается средняя (но не маленькая) — 50%,. Здесь обычно имеется некоторый запас, так как часто зимой воздух в помещении суше, из-за активно работающего отопления, — 30 – 40%. Но во многих домах борются с сухостью воздуха, устанавливая увлажнители и разводя растения. Оптимальная же влажность – 50%, она же и расчетная.

Осенью и весной для пропускных утеплителей пар будет идти в обратном направлении — с улицы. Для расчета на «демисезон» по паропроницаемым утеплителям, влажность нужно принимать порядка 90%.

Где должна 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.

Источник