Kalkulator punktu rosy dla ścian

Metoda obliczania punktu rosy

Ten kalkulator punktu rosy szacuje ryzyko kondensacji międzywarstwowej wilgoci w wielowarstwowej przegrodzie budowlanej z użyciem uproszczonej metody stacjonarnej typu Glaser. Wynik jest pokazany jako wykresy rozkładu temperatury oraz ciśnienia cząstkowego pary wodnej wzdłuż grubości przegrody.

Obliczenie jest przydatne do porównywania układów warstw ścian lub dachów. Pomaga wskazać, w której warstwie lub na jakiej granicy warstw może wystąpić możliwa strefa kondensacji przy zadanych warunkach wewnętrznych i zewnętrznych.

Wskazówki i zalecenia

Normy i założenia

Metoda obliczeń. Stosowane jest jednowymiarowe podejście stacjonarne (Glaser). Przenoszenie ciepła przyjmuje się jako stacjonarne wzdłuż grubości. Transport pary wodnej przyjmuje się jako stacjonarny i dyfuzyjny.

Normy i dokumenty. Logika obliczeń odpowiada ogólnemu podejściu EN ISO 13788 (ocena kondensacji międzywarstwowej w schemacie stacjonarnym). Dla typowych oporów przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej i zewnętrznej patrz EN ISO 6946.

Ograniczenia modelu. Obliczenia nie uwzględniają transportu kapilarnego wilgoci, konwekcji przez nieszczelności powietrza, zawilgocenia deszczem, wysychania słonecznego ani zmiennej pogody. To narzędzie do wstępnej oceny i porównywania wariantów układu warstw.

Krok 1. Pole temperatury z oporów cieplnych

Opór cieplny warstwy. Dla każdej warstwy opór cieplny oblicza się z grubości d i współczynnika przewodzenia ciepła λ.

Ri=di/λi

Jednostki i spójność. Grubość warstw podaje się w mm, a przewodność cieplną w W/(m·K). Profil temperatury wykorzystuje stosunek Rcum/Rtot, dlatego spójność danych między warstwami jest kluczowa. Jeśli porównujesz z tabelarycznymi wartościami R w m²·K/W, w formule użyj grubości w metrach.

Opory powierzchniowe. Jeśli opory powierzchniowe są uwzględnione, stosuje się typowe wartości dla ściany pionowej.

Rsi=0.13 m²·K/W Rse=0.04 m²·K/W

Temperatury na granicach warstw. Temperatura na każdej granicy warstw jest wyznaczana proporcjonalnie do skumulowanego oporu od powierzchni wewnętrznej do tej granicy, przy zadanych temperaturach wewnętrznej T_in i zewnętrznej T_out.

T(x)=Tin-(Tin-Tout)·Rcum(x)/Rtot

Krok 2. Ciśnienie nasycenia jako granica bez kondensacji

Znaczenie fizyczne. Dla każdego punktu przegrody, na podstawie lokalnej temperatury T(x), wyznacza się maksymalne możliwe ciśnienie pary wodnej w powietrzu porów bez kondensacji. Wartość ta nazywa się ciśnieniem pary nasyconej.

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

Jednostki. Esat jest podawane w Pa. Funkcja Esat(T) opiera się na powszechnie stosowanej zależności ciśnienia nasycenia od temperatury.

Krok 3. Ciśnienie cząstkowe pary wodnej z oporów dyfuzyjnych

Ciśnienia brzegowe. Po stronie wewnętrznej i zewnętrznej ciśnienie cząstkowe oblicza się z wilgotności względnej φ i ciśnienia nasycenia dla odpowiedniej temperatury.

ein=φin/100·Esat(Tin)

eout=φout/100·Esat(Tout)

Opór dyfuzyjny warstwy. Dla każdej warstwy opór dyfuzyjny oblicza się z grubości d i przepuszczalności pary δ.

Zi=di/δi

Jednostki. W tym kalkulatorze δ podaje się w mg/(m·h·Pa). Wtedy Z otrzymuje się w (m²·h·Pa)/mg.

Powierzchniowe opory dyfuzyjne. Stosuje się stałe dodatki w tych samych jednostkach, aby odwzorować warstwy graniczne na powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej.

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

Rozkład wzdłuż grubości. Wartość e(x) na każdej granicy warstw wyznacza się liniowo na podstawie udziału skumulowanego oporu dyfuzyjnego.

e(x)=ein-(ein-eout)·Zcum(x)/Ztot

Krok 4. Zasada wyznaczania możliwej strefy kondensacji

Kryterium. W danym punkcie przegrody kondensacja jest możliwa, jeśli rzeczywiste ciśnienie cząstkowe przekracza ciśnienie nasycenia dla tej samej temperatury.

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

Interpretacja końcowa. Jeśli zielona krzywa znajduje się nad czerwoną na jakimś odcinku, odcinek ten uznaje się za możliwą strefę kondensacji. Jeśli zielona krzywa pozostaje wszędzie poniżej czerwonej, stacjonarne kryterium kondensacji międzywarstwowej nie jest spełnione.

Wskazówki praktyczne do interpretacji

Gdzie ryzyko pojawia się najczęściej. Obszary krytyczne często występują bliżej strony zimnej lub na granicy z materiałem o niskiej przepuszczalności. Powodem jest niższa temperatura i wyższa wilgotność względna w chłodniejszych strefach.

Co najsilniej wpływa na wynik. Zielona krzywa jest zwykle najbardziej wrażliwa na wartości δ i kolejność warstw. Błąd o rząd wielkości w przepuszczalności pary może wyraźnie zmienić to, czy i gdzie krzywe się przecinają.

Jak poprawnie porównywać warianty. Dla czytelnego porównania zmieniaj jeden parametr na raz. Na przykład zmień tylko grubość izolacji albo tylko materiał warstwy kontroli pary. Wtedy widać, co przesuwa krzywe.

FAQs

Co oznacza możliwa strefa kondensacji na wykresie

To odcinek, na którym spełnione jest e>Esat. Oznacza to, że przy danej temperaturze powietrze w porach nie może utrzymać takiej ilości pary wodnej w fazie gazowej, więc może wystąpić kondensacja.

W praktyce strefa wskazana metodą stacjonarną nie zawsze oznacza netto akumulację wilgoci. Do ostatecznych wniosków często potrzebna jest analiza niestacjonarna i uwzględnienie wysychania.

Dlaczego ważne jest jednoczesne patrzenie na temperaturę i ciśnienie cząstkowe

Kondensacja zależy od dwóch czynników. Temperatura wyznacza granicę nasycenia Esat, a transport dyfuzyjny określa rzeczywiste ciśnienie cząstkowe e.

Nawet przy tej samej wilgotności wewnątrz i na zewnątrz zmiana λ i δ warstw może przesuwać krzywe czerwoną i zieloną w różny sposób.

Dlaczego krzywe często przecinają się bliżej strony zewnętrznej

Bliżej zewnętrza temperatura jest niższa, więc Esat maleje. Jednocześnie część pary wodnej z wnętrza dyfunduje na zewnątrz, a e nie zawsze spada tak szybko jak Esat.

W efekcie prawdopodobieństwo przecięcia (a więc i możliwej strefy kondensacji) jest zwykle większe po stronie zimnej.

Czy wynik można uznać za dokładny dla rzeczywistej ściany

Jest to uproszczone obliczenie stacjonarne. Dobrze sprawdza się do wstępnej kontroli i porównywania układów warstw przy stałych wartościach T i φ.

Jeśli trzeba ocenić sezonową akumulację i wysychanie, wpływ deszczu i słońca oraz zachowanie materiałów zależne od wilgoci, stosuje się modele niestacjonarne, na przykład oparte na zasadach EN 15026.

Które dane wejściowe najczęściej powodują błędy

Najczęściej błędy wynikają z przepuszczalności pary δ, zwłaszcza dla folii i membran, oraz z kolejności warstw, czyli gdzie znajduje się warstwa kontroli pary. Znaczenie może mieć także dobór przewodności cieplnej λ dla materiałów wrażliwych na wilgoć.

Dla wiarygodności używaj wartości z kart technicznych produktów i sprawdzaj jednostki.