Розрахунок точки роси в стіні

Методика розрахунку точки роси в стіні

Цей калькулятор оцінює ризик міжшарової конденсації вологи у багатошаровій огороджувальній конструкції за спрощеним стаціонарним методом типу Glaser. Результат показує положення точки роси в стіні у вигляді графіків розподілу температури та парціального тиску водяної пари по товщині конструкції.

Розрахунок корисний для порівняння складів стін або покрівель. Він допомагає визначити, у якому шарі або на якій межі шарів може виникнути можлива зона конденсації за заданих внутрішніх і зовнішніх умов.

Орієнтири та рекомендації

Норми та припущення

Метод розрахунку. Використовується одновимірний стаціонарний підхід (Glaser). Теплоперенесення приймається стаціонарним по товщині. Перенесення водяної пари приймається стаціонарним і дифузійним.

Норми та документи. Логіка розрахунку відповідає загальному підходу EN ISO 13788 (оцінювання міжшарової конденсації стаціонарною схемою). Для типових внутрішнього та зовнішнього поверхневих термічних опорів див. EN ISO 6946.

Обмеження моделі. Розрахунок не враховує капілярний перенос вологи, конвекцію через повітряні витоки, зволоження дощем, сонячне висихання та змінну погоду. Він призначений для первинної перевірки та порівняння варіантів складу.

Крок 1. Поле температури з термічних опорів

Термічний опір шару. Для кожного шару термічний опір обчислюється за товщиною d та коефіцієнтом теплопровідності λ.

Ri=di/λi

Одиниці та узгодженість. Товщина шару вводиться в мм, теплопровідність у W/(m·K). Температурний профіль використовує відношення Rcum/Rtot, тому узгодженість між шарами є критичною. Якщо порівнюєте з табличними значеннями R у m²·K/W, використовуйте у формулі товщину в метрах.

Поверхневі опори. Якщо враховуються поверхневі опори, використовуються типові значення для вертикальної стіни.

Rsi=0.13 m²·K/W Rse=0.04 m²·K/W

Температури на межах шарів. Температура на кожній межі шарів визначається пропорційно сумарному опору від внутрішньої поверхні до цієї межі при заданих внутрішній T_in та зовнішній T_out температурах.

T(x)=Tin-(Tin-Tout)·Rcum(x)/Rtot

Крок 2. Тиск насичення як межа без конденсації

Фізичний зміст. Для кожної точки конструкції за локальною температурою T(x) визначається максимально можливий тиск водяної пари в поровому повітрі без конденсації. Ця величина називається тиском насиченої водяної пари.

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

Одиниці. Esat подається в Pa. Функція Esat(T) береться з поширеної залежності тиску насичення від температури.

Крок 3. Парціальний тиск водяної пари з дифузійних опорів

Граничні парціальні тиски. На внутрішній та зовнішній сторонах парціальний тиск обчислюється з відносної вологості φ і тиску насичення за відповідної температури.

ein=φin/100·Esat(Tin)

eout=φout/100·Esat(Tout)

Дифузійний опір шару. Для кожного шару дифузійний опір обчислюється за товщиною d та паропроникністю δ.

Zi=di/δi

Одиниці. У цьому калькуляторі δ вводиться в mg/(m·h·Pa). Тоді Z отримується в (m²·h·Pa)/mg.

Поверхневі дифузійні опори. Сталі доданки в тих самих одиницях використовуються для врахування прикордонних шарів на внутрішній і зовнішній поверхнях.

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

Розподіл по товщині. Значення e(x) на кожній межі визначається лінійно за часткою сумарного дифузійного опору.

e(x)=ein-(ein-eout)·Zcum(x)/Ztot

Крок 4. Принцип визначення можливої зони конденсації

Критерій. У точці конструкції конденсація можлива, якщо фактичний парціальний тиск перевищує тиск насичення за тієї самої температури.

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

Підсумкова інтерпретація. Якщо зелена крива розташована вище за червону на будь-якій ділянці, ця ділянка вважається можливою зоною конденсації. Якщо зелена крива всюди нижче червоної, стаціонарний критерій міжшарової конденсації не виконується.

Практичні орієнтири для інтерпретації

Де ризик виникає найчастіше. Критичні зони часто з’являються ближче до холодної сторони або на межі з матеріалом із низькою паропроникністю. Причина - нижча температура та вища відносна вологість у холодніших зонах.

Що найбільше впливає на результат. Зелена крива зазвичай найбільш чутлива до значень δ та порядку шарів. Помилка в паропроникності на порядок може помітно змінити, чи і де перетинаються криві.

Як коректно порівнювати варіанти. Для зрозумілого порівняння змінюйте один параметр за раз. Наприклад, змінюйте лише товщину утеплювача або лише матеріал шару контролю пари. Так видно, що саме зсуває криві.

FAQs

Що означає можлива зона конденсації на графіку

Це ділянка, де виконується e>Esat. Це означає, що за цієї температури порове повітря не може утримати таку кількість водяної пари в газовій фазі, тому конденсація можлива.

На практиці зона, передбачена стаціонарним методом, не завжди означає чисте накопичення вологи. Для остаточних висновків часто потрібна нестаціонарна оцінка та врахування висихання.

Чому важливо дивитися і температуру, і парціальний тиск

Конденсація залежить від двох чинників. Температура задає межу насичення Esat, а дифузійний перенос визначає фактичний парціальний тиск e.

Навіть за однакової вологості всередині та зовні зміна λ і δ шарів може зсувати червону та зелену криві по-різному.

Чому криві часто перетинаються ближче до зовнішнього боку

Ближче до зовнішнього боку температура нижча, тому Esat зменшується. Водночас частина водяної пари з приміщення дифундує назовні, і e не завжди зменшується так само швидко, як Esat.

У результаті ймовірність перетину (а отже, і можливої зони конденсації) зазвичай вища на холодній стороні.

Чи можна вважати результат точним для реальної стіни

Це спрощений стаціонарний розрахунок. Він добре підходить для первинної перевірки та порівняння складів за фіксованих T і φ.

Якщо потрібно оцінити сезонне накопичення та висихання, вплив дощу та сонця і вологозалежну поведінку матеріалів, застосовують нестаціонарні моделі, наприклад на основі принципів EN 15026.

Які вхідні дані найчастіше дають помилки

Найчастіше помилки пов’язані з паропроникністю δ, особливо для плівок і мембран, і з порядком шарів, тобто де розташований шар контролю пари. Вибір теплопровідності λ також може бути важливим для матеріалів, чутливих до вологості.

Для надійності використовуйте значення властивостей із технічних паспортів виробів і перевіряйте одиниці.