Método de cálculo do ponto de orvalho
Esta calculadora do ponto de orvalho estima o risco de condensação intersticial de umidade em um elemento de vedação multicamadas usando um método estacionário simplificado do tipo Glaser. O resultado é mostrado como gráficos da distribuição de temperatura e da pressão parcial do vapor de água ao longo da espessura do elemento.
O cálculo é útil para comparar composições de parede ou cobertura. Ele ajuda a identificar em qual camada, ou em qual interface entre camadas, pode surgir uma possível zona de condensação para as condições internas e externas informadas.
Roxo - temperatura T(x), °C.
Verde - pressão parcial real do vapor de água e(x), Pa.
Vermelho - pressão de vapor saturado Esat(T(x)), Pa (limite sem condensação).
Referências e recomendações
Normas e hipóteses
Método de cálculo. É usado um enfoque unidimensional estacionário (Glaser). A transferência de calor é considerada estacionária ao longo da espessura. O transporte de vapor de água é considerado estacionário e governado por difusão.
Normas e documentos. A lógica do cálculo segue o enfoque geral da EN ISO 13788 (avaliação de condensação intersticial por um esquema estacionário). Para resistências térmicas superficiais típicas interna e externa, ver EN ISO 6946.
Limitações do modelo. O cálculo não inclui transporte capilar de umidade, convecção por infiltrações de ar, molhamento por chuva, secagem solar nem clima variável. É indicado para uma verificação inicial e para comparar alternativas de composição.
Etapa 1. Campo de temperatura a partir das resistências térmicas
Resistência térmica da camada. Para cada camada, a resistência térmica é calculada pela espessura d e pela condutividade térmica λ.
Ri=di/λi
Unidades e consistência. A espessura das camadas é informada em mm e a condutividade térmica em W/(m·K). O perfil de temperatura usa a razão Rcum/Rtot, portanto a consistência entre as camadas é essencial. Se você comparar com valores tabelados de R em m²·K/W, use a espessura em metros na fórmula.
Resistências superficiais. Se as resistências superficiais forem incluídas, são usados valores típicos para parede vertical.
Rsi=0.13 m²·K/W Rse=0.04 m²·K/W
Temperaturas nas interfaces. A temperatura em cada interface entre camadas é determinada proporcionalmente à resistência acumulada desde a superfície interna até essa interface, dadas as temperaturas interna Tin e externa Tout.
T(x)=Tin-(Tin-Tout)·Rcum(x)/Rtot
Etapa 2. Pressão de saturação como limite sem condensação
Significado físico. Para cada ponto do elemento, a partir da temperatura local T(x), determina-se a pressão máxima possível de vapor de água no ar dos poros sem condensação. Esse valor é chamado de pressão de vapor saturado.
Esat(x)=Esat(T(x))
Unidades. Esat é mostrada em Pa. A função Esat(T) é baseada em uma relação usual entre temperatura e pressão de saturação.
Etapa 3. Pressão parcial do vapor de água a partir das resistências à difusão
Pressões parciais nos limites. No lado interno e no lado externo, a pressão parcial é calculada a partir da umidade relativa φ e da pressão de saturação na temperatura correspondente.
ein=φin/100·Esat(Tin)
eout=φout/100·Esat(Tout)
Resistência à difusão da camada. Para cada camada, a resistência à difusão é calculada pela espessura d e pela permeabilidade ao vapor δ.
Zi=di/δi
Unidades. Nesta calculadora, δ é informada em mg/(m·h·Pa). Assim, Z é obtido em (m²·h·Pa)/mg.
Resistências superficiais à difusão. Adições constantes nas mesmas unidades representam as camadas-limite nas superfícies interna e externa.
Zsi=0.027 (m²·h·Pa)/mg Zse=0.013 (m²·h·Pa)/mg
Distribuição ao longo da espessura. O valor e(x) em cada interface é determinado linearmente usando a fração da resistência à difusão acumulada.
e(x)=ein-(ein-eout)·Zcum(x)/Ztot
Etapa 4. Princípio para identificar uma possível zona de condensação
Critério. Em um ponto do elemento, a condensação é possível se a pressão parcial real exceder a pressão de saturação na mesma temperatura.
e(x)>Esat(T(x))
Interpretação final. Se a curva verde estiver acima da curva vermelha em algum trecho, esse trecho é classificado como possível zona de condensação. Se a curva verde permanecer abaixo da vermelha em todo o percurso, o critério estacionário para condensação intersticial não é atendido.
Orientações práticas para interpretação
Onde o risco aparece com mais frequência. As zonas críticas costumam ocorrer mais próximas do lado frio ou em uma interface com material de baixa permeabilidade. A razão é a menor temperatura e a maior umidade relativa nas regiões mais frias.
O que mais afeta o resultado. A curva verde geralmente é mais sensível aos valores de δ e à ordem das camadas. Um erro de uma ordem de grandeza na permeabilidade ao vapor pode alterar de forma perceptível se e onde as curvas se cruzam.
Como comparar alternativas corretamente. Para uma comparação clara, altere um parâmetro por vez. Por exemplo, altere apenas a espessura do isolamento ou apenas o material da camada de controle de vapor. Assim fica claro o que desloca as curvas.
FAQs
O que significa uma possível zona de condensação no gráfico
É um trecho onde vale e>Esat. Isso significa que, na temperatura dada, o ar nos poros não consegue manter essa quantidade de vapor de água na fase gasosa, então pode ocorrer condensação.
Na prática, uma zona indicada por um método estacionário nem sempre significa acúmulo líquido de umidade. Para conclusões finais, muitas vezes é necessária uma avaliação transitória e a consideração da secagem.
Por que é importante analisar tanto a temperatura quanto a pressão parcial
A condensação depende de dois fatores. A temperatura define o limite de saturação Esat, enquanto o transporte por difusão determina a pressão parcial real e.
Mesmo com a mesma umidade interna e externa, mudanças em λ e δ das camadas podem deslocar as curvas vermelha e verde de maneiras diferentes.
Por que as curvas frequentemente se cruzam mais perto do lado externo
Mais perto do exterior, a temperatura é menor, então Esat diminui. Ao mesmo tempo, parte do vapor de água do interior difunde para o exterior, e e nem sempre cai tão rápido quanto Esat.
Como resultado, a probabilidade de cruzamento (e de uma possível zona de condensação) geralmente é maior no lado frio.
O resultado pode ser considerado preciso para uma parede real
Este é um cálculo estacionário simplificado. Ele funciona bem para uma verificação inicial e para comparar composições com T e φ fixos.
Se for necessário avaliar acúmulo e secagem sazonais, efeitos de chuva e sol e o comportamento dos materiais dependente da umidade, usam-se modelos transitórios, por exemplo baseados nos princípios da EN 15026.
Quais dados de entrada mais frequentemente causam erros
Com mais frequência, os erros vêm da permeabilidade ao vapor δ, especialmente para filmes e membranas, e da ordem das camadas, ou seja, onde fica a camada de controle de vapor. A escolha da condutividade térmica λ também pode ser importante para materiais sensíveis à umidade.
Para maior confiabilidade, use valores de propriedades de fichas técnicas de produtos e confira as unidades.