Výpočet rosného bodu v konstrukci

O výpočtu rosného bodu

Tato kalkulačka odhaduje riziko mezivrstvové kondenzace vlhkosti ve vícevrstvé obvodové konstrukci pomocí zjednodušené ustálené metody typu Glaser a pomáhá určit rosný bod. Výsledek je zobrazen jako grafy rozložení teploty a parciálního tlaku vodní páry po tloušťce konstrukce.

Výpočet je užitečný pro porovnání skladeb stěn nebo střech. Pomáhá určit, ve které vrstvě nebo na kterém rozhraní vrstev se může při zadaných vnitřních a venkovních podmínkách objevit možná oblast kondenzace.

Orientační hodnoty a doporučení

Normy a předpoklady

Metoda výpočtu. Používá se jednorozměrný ustálený přístup (Glaser). Přenos tepla je uvažován ustálený po tloušťce. Přenos vodní páry je uvažován ustálený a řízený difuzí.

Normy a dokumenty. Logika výpočtu vychází z obecného postupu EN ISO 13788 (posouzení mezivrstvové kondenzace ustáleným schématem). Pro typické vnitřní a vnější povrchové tepelné odpory viz EN ISO 6946.

Omezení modelu. Výpočet nezahrnuje kapilární transport vlhkosti, konvekci vzduchu netěsnostmi, smáčení deštěm, vysychání sluncem ani proměnlivé počasí. Slouží pro prvotní kontrolu a porovnání variant skladeb.

Krok 1. Teplotní pole z tepelných odporů

Tepelný odpor vrstvy. Pro každou vrstvu se tepelný odpor počítá z tloušťky d a tepelné vodivosti λ.

Ri=di/λi

Jednotky a konzistence. Tloušťka vrstev se zadává v mm a tepelná vodivost ve W/(m·K). Teplotní profil používá poměr Rcum/Rtot, proto je zásadní konzistence napříč vrstvami. Pokud porovnáváte s tabulkovými hodnotami R v m²·K/W, použijte ve vzorci tloušťku v metrech.

Povrchové odpory. Pokud jsou povrchové odpory zahrnuty, používají se typické hodnoty pro svislou stěnu.

Rsi=0.13 m²·K/W Rse=0.04 m²·K/W

Teploty na rozhraních. Teplota na každém rozhraní vrstev se určí úměrně kumulovanému odporu od vnitřního povrchu k danému rozhraní při zadaných teplotách uvnitř T_in a venku T_out.

T(x)=Tin-(Tin-Tout)·Rcum(x)/Rtot

Krok 2. Tlak nasycené páry jako hranice bez kondenzace

Fyzikální význam. Pro každý bod v konstrukci se z místní teploty T(x) stanoví maximální možný tlak vodní páry ve vzduchu pórů bez kondenzace. Tato hodnota se nazývá tlak nasycené vodní páry.

Esat(x)=Esat(T(x))

Jednotky. Esat se uvádí v Pa. Funkce Esat(T) je převzata z běžně používané teplotní závislosti tlaku nasycení.

Krok 3. Parciální tlak vodní páry z difuzních odporů

Okrajové parciální tlaky. Na vnitřní a vnější straně se parciální tlak vypočte z relativní vlhkosti φ a tlaku nasycení při odpovídající teplotě.

ein=φin/100·Esat(Tin)

eout=φout/100·Esat(Tout)

Difuzní odpor vrstvy. Pro každou vrstvu se difuzní odpor počítá z tloušťky d a paropropustnosti δ.

Zi=di/δi

Jednotky. V této kalkulačce se δ zadává v mg/(m·h·Pa). Potom Z vychází v (m²·h·Pa)/mg.

Povrchové difuzní odpory. Používají se konstantní přídavky ve stejných jednotkách, které reprezentují přechodové vrstvy na vnitřním a vnějším povrchu.

Zsi=0.027 (m²·h·Pa)/mg Zse=0.013 (m²·h·Pa)/mg

Rozložení po tloušťce. Hodnota e(x) na jednotlivých rozhraních se určí lineárně podle podílu kumulovaného difuzního odporu.

e(x)=ein-(ein-eout)·Zcum(x)/Ztot

Krok 4. Princip určení možné oblasti kondenzace

Kritérium. V bodě konstrukce je kondenzace možná, pokud skutečný parciální tlak převýší tlak nasycení při stejné teplotě.

e(x)>Esat(T(x))

Konečná interpretace. Pokud je zelená křivka nad červenou na některém úseku, je tento úsek označen jako možná oblast kondenzace. Pokud zelená křivka zůstává všude pod červenou, ustálené kritérium mezivrstvové kondenzace není splněno.

Praktické pokyny k interpretaci

Kde se riziko objevuje nejčastěji. Kritické oblasti se často vyskytují blíže k chladné straně nebo na rozhraní s materiálem s nízkou paropropustností. Důvodem je nižší teplota a vyšší relativní vlhkost v chladnějších zónách.

Co nejvíce ovlivňuje výsledek. Zelená křivka je obvykle nejcitlivější na hodnoty δ a na pořadí vrstev. Chyba paropropustnosti o řád může výrazně změnit, zda a kde se křivky protínají.

Jak správně porovnávat varianty. Pro jasné porovnání měňte vždy jen jeden parametr. Například změňte pouze tloušťku izolace nebo pouze materiál vrstvy regulující difuzi páry. Tak je zřejmé, co křivky posouvá.

FAQs

Co znamená možná oblast kondenzace v grafu

Jde o úsek, kde platí e>Esat. Znamená to, že při dané teplotě nemůže vzduch v pórech udržet takové množství vodní páry v plynné fázi, takže může dojít ke kondenzaci.

V praxi oblast předpovězená ustálenou metodou nemusí vždy znamenat čisté hromadění vlhkosti. K definitivním závěrům je často potřeba časově proměnný výpočet a zohlednění vysychání.

Proč je důležité sledovat zároveň teplotu i parciální tlak

Kondenzace závisí na dvou faktorech. Teplota určuje mez nasycení Esat, zatímco difuzní transport určuje skutečný parciální tlak e.

I při stejné vnitřní a venkovní vlhkosti může změna λ a δ vrstev posouvat červenou a zelenou křivku rozdílným způsobem.

Proč se křivky často protínají blíže k vnější straně

Blíže k exteriéru je teplota nižší, takže Esat klesá. Zároveň část vodní páry z interiéru difunduje ven a e neklesá vždy tak rychle jako Esat.

Proto je pravděpodobnost průniku (a tedy možné oblasti kondenzace) obvykle vyšší na chladné straně.

Lze výsledek považovat za přesný pro skutečnou stěnu

Jde o zjednodušený ustálený výpočet. Je vhodný pro prvotní kontrolu a porovnání skladeb při pevných hodnotách T a φ.

Pokud je potřeba posoudit sezónní akumulaci a vysychání, vliv deště a slunce a chování materiálů závislé na vlhkosti, používají se časově proměnné modely (například podle principů EN 15026).

Která vstupní data nejčastěji způsobují chyby

Nejčastější chyby jsou v paropropustnosti δ, zejména u fólií a membrán, a v pořadí vrstev (kde je umístěna parobrzda nebo parozábrana). Důležitý může být také výběr tepelné vodivosti λ u materiálů citlivých na vlhkost.

Pro spolehlivost používejte hodnoty vlastností z technických listů výrobků a kontrolujte jednotky.