Точка росы в утеплителе: Точка росы в стене или в утеплителе
Точка росы в стене или в утеплителе
Очень вредное явление эта точка росы, увидеть его не просто, но и вычислить тоже не простая задача. Чем опасна и где она должна быть, об этом и попытаюсь рассказать.
Понятие «точка росы» хорошо известно всем, кто хоть раз сталкивался с решением строительных задач. Место расположения точки росы варьируется – она может находиться как на наружной или внутренней поверхности стены, так и в ее толще. Выяснив, где именно находится точка росы, уже можно определить место, в котором будет конденсироваться влага. Безусловно, лучше, когда точка росы располагается снаружи здания. При соблюдении этого условия влажность внутри помещений жилого дома будет поддерживаться в нормальном состоянии, а климат будет сухим и благоприятным.
Немного теории. Наверняка, Вы знаете о таком понятии, как «относительная влажность воздуха». Но задумывались ли Вы, что оно значит на самом деле? Все просто: в воздухе постоянно содержится то или иное количество влаги, находящейся во взвешенном состоянии.
Этим интересным свойством воздуха объясняются многие природные явления. Например, туман. Вспомните, как после длительного теплого дождя к утру температура воздуха значительно снижается и на горизонте появляется туман – это и есть та «лишняя» вода, конденсирующаяся остывающим воздухом.
К чему мы ведем? Все просто – именно благодаря этому свойству воздуха мы можем объяснить появление точки росы. Иначе говоря, образование той температуры, по достижению которой воздух уже не может удерживать находящуюся в нем воду.
И это вовсе не 0 °C, при которой вода замерзает. Точка росы появляется как в связи с изменением температуры, так и из-за перемен влажности, поэтому для ее точного определения имеется ряд специальных формул и созданы особые методики. Хотя в теме нашего сегодняшнего разговора они вряд ли уместны. Остановимся на том, что в зимний период влажность воздуха будет выше снаружи помещения и продолжим наши исследования.
Направление вектора влажности внутрь стены
В этом случае вектор влажности будет направлен, скорее всего, со стороны внутреннего помещения. При этом далеко не факт, что будет он упираться в стену. Нам любопытно, что произойдет, если стена будет более влажной, чем окружающий ее воздух? Для наглядности возьмем увлажненный кирпич или камень и поместим его в центр комнаты. Что будет дальше? Конечно, наш предмет обретет ту влажность, которая содержится в воздухе, окружающем его – т.е. он высохнет. А вектор влажности в течение всего времени, пока существует разница во влажности предмета и окружающего воздуха, будет направлен из кирпича.
Пароизолятор – пенопласт
Есть такое мнение, но оно далеко не верно. Чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть в СНиП II-3-79. Паропроницаемость пенопласта даже выше, чем у бетона (коэффициент паропроницаемости бетона – 0,03, пенопласта – 0,23). Меньше пара пропускает даже пенополистирол. Несмотря на очевидные доказательства, мнение о пенопласте как о пароизолирующем материале весьма распространено.
Любая стена, из чего бы она ни была построена, имеет ту или иную влажность. Вряд ли мы можем увидеть стену из стали или чугуна, которые влагу не впитывают, а вот все другие традиционные строительные материалы – бетон, кирпич, дерево – активно принимают в себя влагу, находящуюся в окружающем воздухе. Крайне важно учитывать этот факт, а также условия, в которых стена находится. В том случае, когда обе – внешняя и внутренняя – поверхности стены имеют одинаковую либо немного отличающуюся температуру, вся стена будет иметь влажность, идентичную влажности обтекающего ее воздуха.
А какова температура рассматриваемой нами стены? Это вы можете узнать из расчетов, приведенных в статье. Здесь мы хотим отметить лишь то, что увеличивая теплопроводность стены, можно добиться минимальной разницы температур. А что будет, если из конструкции стены убрать утеплитель? Ведь если рассматривать его свойства, то именно утеплитель несет ответственность за приблизительное уравновешивание температур поверхности стены. Тут мы можем вспомнить про мокрый кирпич, который мы положили в помещении. Этот кирпич находился почти в таких же условиях, в каких эксплуатируется стена с утеплителем. Как будут обстоять дела, если мы удалим из стены пенополистирол?
Ситуация, честно говоря, будет не самой радужной. При таких условиях температура внутренней поверхности стены будет +20 °C, в то время как внешняя поверхность охладится до -20 °C. Данные эти весьма приблизительны, так как из-за высокой теплопроводности стены ее внутренняя поверхность будет иметь температуру ниже, чем у окружающего ее воздуха.
И даже это еще не все! Еще одна проблема заключается в образовании влаги на внутренних слоях конструкции стены.
Ведь при понижении температуры она станет замерзать, а уж какие последствия это повлечет, нетрудно догадаться.
Более подробную консультацию можно получить у наших специалистов в Вашем регионе
или позвонить в call-центр:
+7 923 775-13-44 / +7 923 775-13-22
Где находится точка росы, и как утеплять стены
Главная
Утепление
Где находится точка росы, и как утеплять стены
На примере посмотрим, как изменится точка росы в зависимости от влажности внутри помещения. Примем, что температура внутри помещения стабильна и составляет +20 град. С, а влажность будет меняться от 40% до 100%.
Тогда температура поверхности на которой образуется конденсат будет иметь следующие значения (в зависимости от влажности):
60% — +12 град С и ниже
80% — +16,5 град С и ниже
100% — +20 град С и ниже
Как видим, при обычных условиях внутри помещения (температура 20 град С и при влажность 80%), — водяной пар сконденсируется на поверхности, которая будет иметь температуру 16,5 град С и ниже.
В зависимости от температуры внутри помещения, температуры снаружи, теплоизоляционных свойств стены здания, точка росы может находиться или на внутренней поверхности стены, или на наружной, или внутри стены. Т.е. где то в стене будет такая температура, при которой водяные пары будут конденсироваться.
При изменении температур и влажности воздуха как внутри так и снаружи помещения, точка росы будет смещаться по толщине стены.
И чем ближе ТР к внутренней поверхности, тем влажнее будет стена изнутри здания. Не редки варианты, когда ТР в холодное время смещается совсем близко к внутренней поверхности или же находится прямо на ней.
При таких обстоятельствах на мокрой стене за 2 – 3 года образуются плесень и грибок, внутрення отделка разрушается, в помещении будет повышенная влажность и не благоприятные для жизни условия.
Утепляя здание, мы меняем и место нахождения точки росы по толщине стены, так как температура стены при утеплении изменится.
Графики изменения температуры по толщине стены наглядно показывают положение точки росы в зависимости от применяемого утепления. Указана примерная ситуация. Точное положение точки росы, конечно же будет определяться только расчетом в зависимости от толщины и теплопроводности материалов стены и утеплителя, от температуры снаружи и внутри здания, от влажности воздуха снаружи и внутри, и от других факторов имеющих меньшее значение.
Обычная стена без утепления. С повышением влажности воздуха и с понижением наружной температуры, точка росы смещается ближе к внутренней поверхности стен. Для «холодных» стен не редки случаи нахождения ТР внутри помещения.
Стена с недостаточным утеплением. Точка росы смещается на стену из утеплителя при похолодании.
Стена с нормальным утеплением. Точка росы находится в утеплителе, даже в очень холодное время.
Внутреннее утепление. Трудно добиться что бы точка росы не находилась внутри помещения. На стенах образуется конденсат.
Специалисты сходятся во мнении, что здания должны утепляться только снаружи. При этом толщина и качество утеплителя должны соответствовать ГОСТу. Точка росы при этом всегда должна оставаться внутри слоя утепления.
Утепление здания изнутри считается даже вредным. Сами стены при этом становятся более холодными, так как изолируются от теплого воздуха слоем утеплителя. Практически невозможно сделать так, что бы стены и утеплитель не мокрели. Множество людей ищут ответ на вопрос: «Можно ли утеплять стены изнутри?». Ответ практически однозначный – нет. Это вредно для здания, но главное, — вредно для здоровья людей живущих в нем. Потому что стены будут намокать и на них под слоем утеплителя будут разростаться плесень и грибок.
Конечно возможны варианты, когда такой вид утепления в общем то применим. Это можно сделать при достаточном тепловом сопротивлении самой стены, при весьма теплом климате, при отличной вентиляции и отоплении внутри здания, но… стоит ли тогда вообще рисковать и утеплять внутреннюю поверхность стены?
Предыдущая запись
Следующая запись
Что такое точка росы и как она влияет на мой котел?
Вы постоянно слышите это от местного метеоролога: «Сегодняшняя точка росы…» Но что такое точка росы и что она означает? Скорее всего, вы миллион раз наблюдали за точкой росы в действии, но никогда не задумывались об этом дважды. Если вы видели конденсат на холодном стекле в летний день или капли, осевшие на лужайке ранним утром, вы уже знаете о влиянии точки росы. По сути, точка росы — это температура, до которой необходимо охладить воздух, чтобы вода в воздухе превратилась из пара в жидкость. Эта жидкость выглядит как роса на траве или лужица на вашей подставке (если вы следуете маминым правилам).
Однако, несмотря на это, казалось бы, простое объяснение, температура точки росы определяется множеством факторов, включая температуру наружного воздуха, влажность и атмосферное давление.
Точка росы тесно связана с «относительной влажностью» или относительной влажностью, которую мы все привыкли видеть в наших погодных приложениях или ощущать в душный летний день. Относительная влажность – это процент водяного пара в воздухе в данное время и при заданной температуре. Например, относительная влажность 50% показывает, что воздух удерживает половину своей общей емкости для водяного пара при текущей температуре. Что делает относительную влажность немного сложной, так это то, что по мере падения температуры воздух способен удерживать меньше воды, а это означает, что относительная влажность 90% при 5ºF и 80ºF будет ощущаться совершенно по-другому с точки зрения того липкого, влажного ощущения, о котором вы привыкли думать. Из-за этих колебаний точка росы является более надежным способом измерения влажности.
Итак…. что это значит в реальной жизни?
Несмотря на то, что точка росы кажется немного научной и ее легко игнорировать в повседневной жизни, она может на самом деле сказать нам многое, например, хороший ли день для ремонта и покраски двери, к которой вы собирались добраться. Как правило, не следует красить, когда точка росы находится в пределах нескольких градусов от температуры воздуха в теплые дни, она будет слишком влажной и не высохнет должным образом! Избыток влаги в воздухе также может привести к расширению древесины, в результате чего двери набухнут и застрянут.
Точка росы также важна для вашего котла. Многие современные котлы предлагают возможность конденсации (узнайте о конденсационных котлах здесь). Чтобы ваш конденсационный котел работал с максимальной эффективностью и экономил вам деньги, которые он обещал, он должен быть в состоянии конденсировать эту росу из воздуха в системе отопления, а это означает, как вы уже догадались, точка росы вступает в игру!
При проектировании системы отопления или установке нового котла проектировщик системы или подрядчик по установке должны обратить пристальное внимание на температуру воды, возвращающейся в котел – если она слишком высокая, точка росы не будет достигнуто, а вода останется испарившейся и улетит в дымоход.
Однако, когда вода, которая течет к вашим радиаторам, может быть снижена настолько, чтобы точка росы была достигнута, когда она возвращается в котел, происходит волшебство. Вода, хранящаяся в виде пара, может конденсироваться в капли воды на теплообменнике котла (см. рисунок справа), высвобождая всю эту дополнительную энергию, хранящуюся в виде тепла, обратно в систему отопления. Это обеспечивает низкий расход топлива и высокую эффективность!
Побочные продукты, образующиеся при сжигании природного газа для обогрева котла, имеют точку росы около 130ºF. Это означает, что для образования конденсата на теплообменнике вода, циркулирующая через радиаторы, должна иметь температуру 130ºF или ниже. Найдите надежного подрядчика и попросите его убедиться, что ваш котел настроен на правильную конденсацию, или чтобы узнать больше о конденсационных котлах, ознакомьтесь с этой записью в блоге здесь.
Контроль точки росы | Consulting
Просмотреть всю историю, включая все изображения и рисунки, в нашем ежемесячном цифровом издании
Почему сегодня дома так часто бывают сырыми, неудобными и слегка пахнущими, скажем, «земляными»? Причины сложны, хотя решение довольно простое: контроль точки росы.
Немного истории важно, чтобы понять, почему этот метод, впервые предложенный Уиллисом Кэрриером в 1902 году, стал такой популярной современной практикой. Контроль точки росы решил некоторые очень сложные современные проблемы простым и надежным способом.
Идеальный шторм невежества и благих намерений
Не так давно проектировщикам ОВиК не приходилось особенно заботиться о влажности. Имея много дешевой энергии, промышленность могла позволить себе охлаждать воздух мощным охлаждением, чтобы высушить его, а затем поджаривать его с повторным нагревом, чтобы он не заморозил пассажиров.
Потом мы занялись энергией и начали измерять (и регулировать) КПД. Но мы настолько привыкли к контролю влажности вместе с нашим охлаждением, что ни регуляторы, ни разработчики не заметили, что в погоне за разумной эффективностью охлаждения мы отказались от скрытой эффективности. Измерение эффективности и результативности осушения никогда не требовалось. Так что мы не поняли, особенно в недорогом, высокоэффективном охлаждающем оборудовании постоянного объема, которое мы любим ставить на крыши.
Затем последовали дебаты по вентиляции 1980-х годов, которые начались с того, что здания лишились наружного воздуха, а закончились их затоплением. Скорость вентиляции утроилась в период с 1981 по 1989 год. Немногие проектировщики осознавали, что нагрузка на осушение также почти утроилась из-за этого вентиляционного воздуха. Итак, в 1990-х годах у нас было охлаждающее оборудование, оптимизированное для разумного охлаждения. Но ему приходилось иметь дело с огромными нагрузками по осушению. Не то чтобы мы знали истинный размер нагрузки по осушению наружного воздуха, даже когда удосужились ее рассчитать.
Печальный факт. До 1997 года данные климатического проектирования ASHRAE даже отдаленно не описывали пиковую нагрузку осушения. Исторически сложилось так, что проектировщики предполагали, что расчетная пиковая температура охлаждения по сухому термометру и его средняя температура по влажному термометру представляют собой пиковые нагрузки как для охлаждения, так и для осушения.
Но на самом деле, как наконец показали новые данные, опубликованные в 1997 году, пиковая точка росы на открытом воздухе приходится на то время, когда температура по сухому термометру умеренная, а не экстремальная4. На 40 % больше, чем нагрузка на осушение при пиковой температуре наружного воздуха.
Вот и все. На рубеже веков у нас было охлаждающее оборудование с ограниченной эффективностью осушения как раз тогда, когда адекватная вентиляция почти утроила нагрузку на осушение, а также тот факт, что мы, наконец, осознали — благодаря исследованиям ASHRAE — что наши оценки пиковой нагрузки осушения для наружного воздуха всегда были примерно на 30% ниже реальной правды.
Что делать? Что ж, когда ваш любимый инструмент — молоток (высокоэффективная система охлаждения), то все ваши проблемы выглядят как гвозди (нужна система охлаждения побольше). Обычная склонность к тому, что чем больше, тем лучше, привела к тому, что большинство проектировщиков HVAC увеличили размеры системы охлаждения, чтобы контролировать влажность.
Но увеличение мощности охлаждающего оборудования имеет прямо противоположный эффект. Когда система охлаждения слишком велика для разумной охлаждающей нагрузки, она очень быстро охлаждает помещение. Он охлаждается так быстро, что его незначительное осушение происходит в течение такого короткого времени, что чистое осушение в течение тысяч часов в непиковое время почти равно нулю.5
Осушение прекращается, когда прекращается охлаждение. И охлаждение часто останавливается, потому что этот большой и эффективный блок очень быстро охлаждает пространство. С другой стороны, вентиляция (с ее огромной нагрузкой на осушение) не останавливается. Поэтому влажность вентиляционного воздуха накапливается в помещении и приводит к проблемам.
Эта идеальная буря добрых намерений и невежества помогает объяснить, почему так много гостиничных номеров так сыро, и почему так много зданий переохлаждены и неудобны, когда они должным образом проветриваются.
Проблема плесени также усугубляется при переохлаждении зданий, но это уже другая длинная и сложная история.
А пока достаточно повторить очевидное. Ни клиенты, ни юристы не впечатлены нашими добрыми намерениями, когда эти красивые, большие, негабаритные охлаждающие устройства приводят к образованию плесени. Но хватит истории и проблем. Давайте поговорим о решениях.
Контроль точки росы
Точка росы — это температура, при которой влага в воздухе начинает конденсироваться. Это абсолютное измерение количества водяного пара в воздухе, в отличие от относительной влажности или температуры смоченного термометра. Для влажности эти показатели являются относительными. Сами по себе они не указывают на абсолютное количество влаги в воздухе. Точка росы да.
Если вы хотите предотвратить проблемы с влажностью и влажностью, очень полезно учитывать точку росы.
Например, если точка росы на открытом воздухе выше точки росы в помещении, необходимо удалить водяной пар из вентиляционного воздуха. А если точка росы наружного воздуха ниже целевой в помещении, вам придется добавлять водяной пар в вентиляционный воздух.
Легкий.
Другой пример: летом, если система охлаждения охлаждает воздуховоды, воздухораспределители или близлежащие стены и потолки ниже точки росы в помещении, на этих прохладных поверхностях может образовываться конденсат. В зимнее время, если наружный воздух охлаждает наружные стены ниже точки росы в помещении, вы можете ожидать некоторого конденсата внутри этих холодных стен, потому что влажность внутри помещения мигрирует наружу.
Кроме того, температурный комфорт человека определяется разницей между точкой росы в насыщенном воздухе на поверхности кожи и точкой росы в окружающем воздухе. Большая разница означает большую сушку.
Это хорошо летом, когда нужно отводить тепло, и плохо зимой, когда нужно сохранить тепло тела и не допустить пересыхания глаз. В любом случае, если вы знаете точку росы в помещении, вы много знаете о потенциальном комфорте и дискомфорте в любое время года.
Для подавляющего большинства зданий практически во всех климатических условиях поддержание точки росы на уровне от 30 до 40 F в отопительный сезон и ниже 55 F в сезон охлаждения обеспечивает разумный компромисс между конкурирующими интересами энергии, комфорта и строительства.
долговечность.
Еще одна полезная функция управления по точке росы заключается в том, что это проще, чем управление по относительной влажности. Изменения температуры по сухому термометру в помещении означают, что относительная влажность (rh) широко варьируется по всему зданию, что заставляет систему «охотиться» за достижением контроля в пределах определенного диапазона относительной влажности.
Напротив, когда сигнал температуры/относительной влажности преобразуется в точку росы и используется в качестве контрольного значения, система не будет колебаться вверх и вниз по мере изменения ощутимых нагрузок в помещении. Абсолютная влажность будет оставаться почти постоянной, поэтому система в целом не будет такой дерганой.
Как это делается
Чтобы контролировать влажность, найдите осушающие нагрузки и удалите их как можно ближе к источнику. Таким образом, большие нагрузки не нарушат стабильность влажности в остальной части здания.
Рис. 1. Вентиляционный воздух создает наибольшую нагрузку по осушению в большинстве зданий.
Источник всех изображений: ASHRAE Humidity Control Design GuideПочти во всех коммерческих и общественных зданиях наибольшая нагрузка — это избыточная влажность, поступающая в здание с вентиляцией и подпиточным воздухом, как показано на рис. 1. Устраните эту нагрузку путем сушки. входящий воздух, прежде чем он попадет в остальную часть системы. Такой подход обеспечивает очень стабильную влажность в помещении.6
То же самое касается увлажняемых зданий в зимний период. Самым большим дефицитом влажности будет сухость вентиляционного и подпиточного воздуха. Таким образом, добавление влажности в этом месте снова имеет большое значение для стабилизации влажности во всем здании.
На рисунках 2 и 3 показано, как это делается. Отдельный блок выполняет предварительную подготовку и дозирование вентиляционного и подпиточного воздуха в здание. Затем другая система обеспечивает отопление и охлаждение, необходимые для компенсации нагрузок, возникающих внутри здания в каждой зоне.
В последние годы такие устройства для осушения вентиляционного воздуха стали известны как специальные системы наружного воздуха или устройства DOAS. В дополнение к своей основной функции по удалению избыточной влажности блоки DOAS часто включают функции рекуперации энергии и измерение и контроль переменного объема наружного воздуха. Это снижает годовое потребление энергии и позволяет избежать недостаточной или чрезмерной вентиляции здания. Плохая вентиляция является очень распространенной проблемой в зданиях, когда вентиляция и добавочный воздух подаются через множество отверстий, а не через одну или две специальные системы наружного воздуха.7
Рис. 2. Глубокая сушка вентиляционного воздуха позволяет контролировать точку росы в помещении.
Кто это делает и почему
В 2002 г. в Руководстве по проектированию ASHRAE для контроля влажности в коммерческих и административных зданиях рекомендуется контроль точки росы вместо контроля относительной влажности для зданий, кроме музеев.
Кроме того, чтобы избежать недооценки осушающей нагрузки, в Руководстве по проектированию также рекомендуется, чтобы расчеты вентиляционной нагрузки производились по точке росы на открытом воздухе 0,4%, а не по температуре сухого термометра 0,4%.8 Эта рекомендация теперь более четко закреплена в стандарте ASHRAE 62.1— Вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха в помещении, а также в главах с информацией о климатическом проектировании 2001, 2005 и 2009 гг.издания ASHRAE Handbook — Fundamentals.
В апреле 2003 г. Служба общественных зданий Управления общих служб США изменила механические требования своих Стандартов для помещений P-100, включив в них специальные системы наружного воздуха. специальные блоки — до точки росы 50 F в любое время, когда точка росы наружного воздуха выше этого уровня, даже если в здании мало людей. Учитывая требования к вентиляционному воздуху офисных зданий, такой уровень сухости вентиляционного воздуха будет поддерживать точку росы в здании в целом на уровне 55 F или ниже.
Рис. 3. Специализированные системы наружного воздуха (DOAS) могут обеспечить более надежный контроль как точки росы, так и количества вентиляционного воздуха в каждом помещении.
В 2008 г. в Руководстве ASHRAE по зданиям в жарком и влажном климате точка росы в помещении 55 F была описана как разумный максимум для зданий с механическим охлаждением, чтобы избежать проблем с плесенью и влажностью без чрезмерных затрат на энергию.10
В 2009 г. , Агентство по охране окружающей среды США приняло максимальную точку росы в помещении 55 F в своих новых рекомендациях для проектировщиков зданий, подрядчиков и специалистов по техническому обслуживанию под названием Контроль влажности в общественных и коммерческих зданиях.11
Наконец, в конце 2009 г. требования ВВС США по снижению риска образования плесени также включают в себя как специальные блоки для осушения наружной вентиляции, так и максимальную точку росы внутри помещений для зданий с механическим охлаждением.
12
Все эти рекомендации по точке росы взяты из постоянная забота о том, чтобы избежать проблем с качеством воздуха в помещении и повреждения влагой, сохраняя при этом затраты энергии, связанные с вентиляционным воздухом, на абсолютном минимуме. Сосредоточение внимания на точке росы в помещении помогает как проектировщикам, так и владельцам зданий сбалансировать и настроить вопросы энергопотребления и комфорта, избегая при этом путаницы, порождаемой традиционным акцентом на относительной влажности.
Надежный подход
Принимая во внимание точку росы, все эти рекомендации по существу возвращаются к подходу, открытому Уиллисом Кэрриером в 1902 году. Когда он был молодым инженером всего 18 месяцев после окончания Корнельского университета, его попросили контролировать влажность для Компания Sackett-Williams Lithographing Co. в Бруклине, штат Нью-Йорк,
Компания Carrier быстро решила, что способом контроля влажности в помещении является контроль точки росы поступающего вентиляционного и подпиточного воздуха.
Это то, что он сделал для этого проекта, который, по мнению многих, помог ускорить более широкое внедрение технологии механического охлаждения для кондиционирования воздуха в зданиях в Соединенных Штатах.
Интересно, что уровень контроля влажности в помещении, выбранный для этого проекта, был точкой росы 53 F — мало чем отличается от того, к чему вернулись публикации ASHRAE, Федеральной службы общественных зданий и Агентства по охране окружающей среды столетие спустя. Обстоятельства и конкретные проблемы изменились совсем немного за 100 лет. Но, по-видимому, осушение вентиляционного воздуха и поддержание точки росы в помещении ниже 55 F остается хорошей идеей.
| Каталожные номера |
|
ANSI.org .
| Информация об авторе |
Гарриман является директором по исследованиям в Mason-G Рант Консалтинг. |