Калькулятор расчета точки росы в стене

О расчете точки росы

Калькулятор точки росы оценивает риск межслойной конденсации влаги в многослойной ограждающей конструкции по упрощенной стационарной методике типа Glaser. Результат показывается графиками распределения температуры и парциального давления водяного пара по толщине конструкции.

Расчет удобен для сравнения вариантов «пирога» стены или кровли. Он помогает понять, в каком слое или на какой границе слоев при заданных условиях внутри и снаружи может возникнуть зона возможной конденсации.

Ориентиры и рекомендации

Нормативная основа и допущения

Метод расчета. Используется стационарный одномерный подход (Glaser). Теплоперенос считается стационарным по толщине конструкции. Перенос водяного пара считается диффузионным и стационарным.

Нормативы и документы. Логика расчета соответствует общему подходу EN ISO 13788 (оценка межслойной конденсации по стационарной схеме). Для типовых поверхностных тепловых сопротивлений ориентир - EN ISO 6946.

Ограничения модели. В расчет не входят капиллярный перенос влаги, конвекция через неплотности, увлажнение осадками, солнечное высыхание и переменная погода. Это расчет для первичной проверки и сравнения вариантов.

Шаг 1. Температурное поле по тепловым сопротивлениям

Тепловое сопротивление слоя. Для каждого слоя по толщине d и теплопроводности λ рассчитывается сопротивление.

Ri=di/λi

Единицы и согласованность. Толщина слоев задается в мм, теплопроводность - в W/(m·K). В распределении температуры используется отношение Rcum/Rtot, поэтому важна согласованность данных между слоями. Если вы хотите сопоставлять с табличным R в m²·K/W, толщину в формуле нужно брать в метрах.

Поверхностные сопротивления. Если в расчете учитываются поверхностные сопротивления, используются типовые значения для вертикальной стены.

Rsi=0.13 m²·K/W Rse=0.04 m²·K/W

Температура на границах. Температура на каждой границе слоев определяется пропорционально накопленному сопротивлению от внутренней поверхности до этой границы при заданных температурах внутри T_in и снаружи T_out.

T(x)=Tin-(Tin-Tout)·Rcum(x)/Rtot

Шаг 2. Давление насыщенного пара как граница без конденсации

Физический смысл. Для каждой точки конструкции по ее температуре T(x) определяется максимально возможное давление водяного пара в воздухе пор без конденсации. Эта величина называется давлением насыщенного водяного пара.

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

Единицы. Esat выводится в Па. Зависимость Esat(T) берется из общепринятой температурной функции насыщения.

Шаг 3. Парциальное давление водяного пара по диффузионным сопротивлениям

Парциальное давление на границах. На стороне помещения и на стороне улицы парциальное давление определяется из относительной влажности φ и давления насыщения при соответствующей температуре.

ein=φin/100·Esat(Tin)

eout=φout/100·Esat(Tout)

Диффузионное сопротивление слоя. Для каждого слоя из толщины d и паропроницаемости δ рассчитывается сопротивление диффузии.

Zi=di/δi

Единицы. В калькуляторе δ задается в mg/(m·h·Pa). Тогда Z получается в (m²·h·Pa)/mg.

Поверхностные сопротивления диффузии. Используются постоянные добавки к суммарному сопротивлению (в тех же единицах), чтобы учесть приграничные слои у внутренней и наружной поверхности.

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

Распределение по толщине. Значение e(x) на каждой границе слоев определяется линейно по доле накопленного диффузионного сопротивления.

e(x)=ein-(ein-eout)·Zcum(x)/Ztot

Шаг 4. Принцип определения зоны возможной конденсации

Критерий. В точке конструкции конденсация возможна, если фактическое парциальное давление выше давления насыщения при той же температуре.

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

Итоговый вывод. Если зеленая линия на каком-либо участке оказывается выше красной, этот участок относится к зоне возможной конденсации. Если зеленая линия везде ниже красной, условия для межслойной конденсации по этой методике не выполняются.

Практические ориентиры для интерпретации

Где чаще возникает риск. Проблемные области чаще появляются ближе к холодной стороне или на границе материала с низкой паропроницаемостью. Причина - снижение температуры и рост относительной влажности в холодных зонах.

Что сильнее всего влияет на результат. На форму зеленой линии обычно сильнее всего влияют δ и порядок слоев. Ошибка в паропроницаемости на порядок может заметно изменить пересечение кривых.

Как корректно сравнивать варианты. Для понятного сравнения меняйте один параметр за раз. Например, только толщину утеплителя или только материал пароизоляционного слоя. Тогда становится ясно, что именно сдвигает графики.

FAQs

Что означает зона возможной конденсации на графике

Это участок, где выполняется условие e>Esat. Оно означает, что при данной температуре воздух в порах не может удерживать столько водяного пара в газовой фазе, и возможна конденсация.

На практике наличие зоны по стационарной схеме не всегда означает накопление воды. Для окончательных выводов часто нужен нестационарный расчет и учет высыхания.

Почему важно смотреть одновременно на температуру и парциальное давление

Конденсация зависит от двух факторов. Температура задает предельное давление насыщения Esat, а диффузия влаги задает фактическое давление e.

Даже при одинаковой влажности внутри и снаружи изменение λ и δ слоев может по-разному сдвигать красную и зеленую кривые.

Почему пересечение кривых часто появляется ближе к наружной стороне

Ближе к улице температура ниже, поэтому Esat уменьшается. Одновременно часть водяного пара из помещения диффундирует наружу, и e не всегда падает так же быстро, как Esat.

В результате на холодной стороне вероятность пересечения (и зона возможной конденсации) обычно выше.

Можно ли считать результат точным для реальной стены

Это расчет по упрощенной стационарной методике. Он хорошо подходит для первичной проверки и сравнения вариантов «пирога» при фиксированных T и φ.

Если нужно оценить сезонное накопление и высыхание, влияние дождя и солнца, а также влажностные режимы материалов, применяют нестационарные модели (например, по принципам EN 15026).

Какие исходные данные чаще всего дают ошибку

Чаще всего ошибаются в паропроницаемости δ, особенно для пленок и мембран, и в порядке слоев (где находится пароизоляция). Также влияет выбор теплопроводности λ для материалов, чувствительных к влажности.

Для надежности используйте значения свойств материалов из паспортов и проверяйте единицы измерения.