Точка росы и ее расчет

Что такое точка росы?

Схема образования точки росы в стене.

Когда утепляешь поверхность изнутри помещения, то отгораживаешь ее от тепла комнаты. Таким образом, положение точки росы сдвигается внутрь, ближе к комнате, температура самой стены понижается. А какой вывод из этого можно сделать? Возникновение конденсата.

Согласно определению, точка росы — это уровень температуры, при котором начинает выпадать конденсат, то есть влага, находящаяся в воздухе, превращается в воду и оседает на поверхности. Эта точка может находиться в разных местах (снаружи, внутри, посередине, ближе к какой-либо его поверхности).

В зависимости от этого показателя, стена остается сухой круглый год либо намокает при понижении температуры на улице.

Например, если температура в комнате составляет +20°C, а уровень влажности равен 60%, то конденсат выпадает на любой поверхности уже при понижении температуры до +12°C. Если уровень влажности выше и составляет 80%, то росу можно уже увидеть при +16,5°C. При влажности 100% поверхность намокает при температуре в 20°C.

Рассмотрим ситуации, возникающие при утеплении пенопластом снаружи либо изнутри:

1. Положение точки для неутепленной поверхности. Она может находиться в толще стены ближе к улице, примерно между внешней поверхностью и серединой. Стенка при любом понижении температуры не намокает, остается сухой. Часто случается и так, что точка находится ближе к внутренней поверхности, тогда стена в большинстве случаев сухая, но намокает при резких понижениях температуры. При нахождении показателя на внутренней поверхности стена остается мокрой всю зиму.
2. При утеплении пенопластом снаружи дома возможно возникновение нескольких ситуаций. Если выбор утеплителя, точнее его толщины, был осуществлен правильно, то точка росы будет находиться в утеплителе. Это самое правильное расположение, в таком случае стена будет при любых обстоятельствах оставаться сухой. Если же слой теплоизолятора был взят меньше, то возможно три варианта расположения точки росы:

• посередине между центральной частью стены и внешней — стена остается сухой практически все время;
• ближе к внутренней поверхности — при похолодании происходит выпадение росы;
• на внутренней поверхности — зимой стена мокрая постоянно.

Статья по теме: Правильное заземление в частном доме

Для определения показателя выпадения конденсата можно использовать такую формулу:

Тр=(b*y(T,RH))/(a-y(N,RH))

Тр — это точка росы,

постоянные величины: а=17,27 и b=237,7 градусов (по Цельсию).

y(T,RH) = (aT/(b+T))+ln(RH)

Т — температура,

RH — уровень относительно влажности (больше нуля, но меньше, чем единица),

Ln — логарифм.

При использовании формулы необходимо учесть, из какого материала произведены стены, какова их толщина и многое другое. Лучше подобные вычисления выполнять, используя специальные компьютерные программы.

Глиняный пустотелый кирпич

А теперь рассмотрим стандартную толщину стен из кирпича пустотелого глиняного:

1. Кладка с наружной и внутренней штукатуркой, с воздушной прослойкой около 5 сантиметров. При температуре воздуха от -15°С до -25°С – толщина стен 29 см, при температуре воздуха от -25°С до -35°С – толщина стен 42 см, при температуре воздуха от -40°С до -50°С – толщина стен 55 см.
2. Сплошная кладка с внутренней штукатуркой. При температуре воздуха около -10°С – толщина стен 25 см, при температуре воздуха около -20°С – толщина стен 38 см, при температуре воздуха около -35°С – толщина стен 51 см.

В сантиметрах толщина стен указывается, учитывая вертикальные швы шириной 1 сантиметр. Кроме того, горизонтальные швы тоже делают толщиной в 1 сантиметр, если были добавлены в раствор глина и известь. Если не было добавок, то толщина у горизонтальных швов должна быть 1,2 сантиметра. Наибольшая толщина швов равняется 1,5 сантиметра, а самая маленькая — 0,8 сантиметра.

В случае возведения кирпичных стен, используют часто цементно-известковый, цементно-глиняный, цементно-песчаный раствор

При этом стоит обратить внимание на то, что последний весьма жесткий, поэтому в него добавляют тесто на основе глины и извести

Такое известковое тесто готовится методом гашения водой кусочков извести в специальной творильной яме. Потом смесь оставляют на 15 дней. Глиняное тесто готовится методом замачивания кусочков глины на 3-5 дней в воде.

После размокания смесь хорошо перемешивается с водой, а потом процеживается. Все остатки воды после этого сливаются. Полученное тесто храниться может достаточно долго. Раствор, предназначенный для кирпичной кладки, готовится перед началом самих работ.

Для облицовки фасада лучшим считается лицевой керамический кирпич.

Способы определения точки росы

Вы можете легко измерить точку росы самостоятельно. Существует несколько методов его расчета

Важно выбрать тот, который наиболее удобен и практичен. Главное понимать, что после расчета вы сможете получить лишь приблизительное значение, так как точные данные по некоторым показателям определить невозможно

Давайте рассмотрим каждый метод отдельно.

По специальной формуле

Эта формула является одним из наиболее точных способов определения точки росы. Проблема, однако, заключается в том, что вам необходимо знать и другие значения, чтобы использовать их для расчета окончательного значения. Формула выглядит следующим образом:

A, b – константы (17.27; 237.7);

T – температура воздуха;

Rh – относительная влажность воздуха.

Погрешность этого расчета одна из самых маленьких – она составляет всего 0,5 градуса Цельсия. Однако при этом необходимо знать температуру и относительную влажность, что не всегда возможно.

При помощи специальных калькуляторов

В настоящее время существуют различные онлайн-сервисы, с помощью которых можно легко рассчитать точку росы. В этих специальных мини-программах уже введены все фиксированные данные и приблизительные значения, которые также необходимы для более точных расчетов. Все, что вам нужно сделать, это ввести необходимые значения и посмотреть результат.

Вводимая информация обычно включает материал, по которому рассчитывается значение, и его толщину. Однако эта информация должна быть введена как для внутренней, так и для внешней стороны. Затем программа выведет таблицу со следующими данными:

• Минимальная или максимальная точка росы.
• Содержание влаги в кг на кубический метр;

На основании этих данных будет легко понять, в каком состоянии находятся стены помещения и что необходимо применить

Однако нет уверенности в том, что такие калькуляторы дадут точные результаты, поэтому следует соблюдать осторожность

Кроме того, в некоторых случаях требуются следующие данные:

Средняя температура воздуха. Следует указать приблизительную температуру снаружи и внутри помещения. Эти показатели также влияют на конечный результат расчета. Тип номера. Уровень влажности, например, в ванной комнате должен быть очень высоким, в то время как в гостиной он не должен превышать 70%. Географическое положение. Климат в разных регионах страны сильно отличается. Исходя из этого, можно сделать вывод, что нормальная точка росы для исследуемых не одинакова. Следует учитывать, что где-то на улице уровень влажности будет еще выше. Слои материала. Эта линия указывает на то, что находится за основным вспомогательным материалом

Это важно, поскольку если за стеной нет другого помещения, значения точки росы будут сильно отличаться

Расширенные программы можно даже загружать на устройства. Они имеют гораздо более высокий приоритет, чем традиционные онлайн-калькуляторы, потому что уже используют гораздо больше данных для получения результата, что означает, что точка росы будет определена более точно. Кроме того, сразу после окончательного расчета на экране появится специальный график, который представляет собой схематическое изображение точки росы в стене.

Вред точки росы для стен дома

   Мы разобрались,
что точка росы может располагаться в трех разных участках стены:

1. в наружном утеплителе стены
2. в стене, ближе к наружной части
3. в стене, ближе внутренней части

     В
каждом из перечисленных мест, точка росы будет проявлять себя по-разному. Если
в одном месте она будет безвредна, то внутри дома или в стене будет оказывать
определенные разрушительные последствия на целостность стены.  Ниже, разберем поведение точки росы в каждом
из перечисленных мест.

Точка росы в
наружном утеплителе

Это самое безвредное для дома нахождение точки росы.
В этом случае:

• Конденсат при возникновении точки росы образуется, непосредственно, в
  самом утеплителе.
• Утеплитель не гигроскопичен, потому влага не задерживается в
  конструктиве стены и испаряется при изменении температуры воздуха.
• За счет пароизоляционных свойств утеплителя, влажность, которая образуется
  при испарении конденсата, выходит на улицу и не взаимодействует со стеной дома.
    
• Стены дома сухие в течении всего года, как с наружной так и со внутренней
  стороны
• Стены сохраняют свою прочность и целостность многие десятилетия

утеплитель снаружи

Точка росы в стене дома, ближе к наружной стороне

• Поведение стены во многом зависит от материала, из которого она выложена. Лучше переносят точку росы, стены из плотных и тяжелых строительных материалов, таких как кирпич, керамзитобетон, камень, дерево. Поскольку они менее подвержены разрушению и имеют больший коэффициент морозостойкости.
• Стены домов возведенных из пористых материалов, хорошо впитывающих влагу и пропускающих пар. Таких как, пеноблоки, газоблоки и подобного рода материалы, действие точки росы должно быть минимально коротким.

разрушение стены под воздействием влажности

• При возникновении конденсата внутри стены, материал стены насыщается жидкостью. При последующем понижении температуры воздуха ниже нуля, накопленная жидкость замерзает и увеличивается в объемах. Увеличения объема жидкости разрушает любой стеновой материал изнутри. Это приводит к образованию как мелких, так и крупных трещин в структуре стены. Стены крошатся и окончательно теряют свою прочность.
• В случае если стена, в которой точка росы внутри и утеплена снаружи, то утеплитель не будет препятствовать выходу накопившей влаги наружу. Поэтому, вся жидкость будет скапливаться на поверхности, между утеплителем и стеной. Это влечет образование плесени и грибка, со всеми вытекающим последствиями, вредными как для здания, так и для здоровья человека.
• Если стена дома не утеплена снаружи, то жидкость будет выходить с повышением температуры воздуха, но это не убережет стену от внутреннего разрушения после замерзания воды. Подобные испарения жидкости, из влажной стены, мы можем наблюдать в виде налета белого цвета на кирпичных стенах.

выделение влажности из кирпичной стены в виде налета белого цвета

Точка росы в
стене дома, ближе к внутренней поверхности

    Возникает,
когда пар проходит середину толщины стены и конденсат начинает образовываться уже
ближе к поверхности стены, которая находится внутри дома.

Последствия
точки росы для внутренней отделки дома:

• Насыщенная влажностью кладка начинает выделять на внутренней  стене, в доме  жидкость в виде капель воды.
• Мокрая поверхность стены разрушает внутреннюю отделку помещения:
  шпаклевку, обои другие отделочные материалы.
• На стенах и в углах образуется плесень и грибок, от которых уже будет
  очень трудно избавиться
•  В доме появляется неприятный
  ветхий запах разложения, который вреден для здоровья.
• Понижается общая температура тепла в доме.

плесень на стене внутри дома

   Самые разрушительные и вредные последствия
для дома это когда точка росы находится ближе к внутренней поверхности стены.

    Точка росы – важный параметр, который следует
учитывать при проектировании и возведении стен, крыш и строительства всего дома.
Ее не соблюдение может привести к необратимым и критическим последствиям для
всего здания.

Теплотехнический расчет.

Приступаем непосредственно к теплотехническому расчету, а именно — нам необходимо подобрать толщину 2-го слоя (утеплителя) исходя из условий места строительства.
В первую очередь — определяем норму тепловой защиты из условий соблюдения санитарных норм.
Согласно формулы 3 из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» рассчитывается нормативное (или другими словами максимально допустимое) сопротивление теплопередачи, формула выгладит так:

где:
n = 1 — коэффициент, принятый по таблице 6, из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» для наружной стены (впрочем, в последнем актуализированном СП данный коэффициент упразднили!);

tint = 20°С — оптимальная температура в помещении, из исходных данных;

text = -30°С — температура наиболее холодной пятидневки, значение из исходных данных;

Δtn = 4°С — данный показатель принимается по таблице 5, из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» он нормирует температурный перепад между температурой воздуха внутри помещения и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (стены);

αint = 8,7 Вт/(м2×°С) — коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» для наружных стен.

Выполняем расчет:

получили сопротивление теплопередачи из санитарных норм Rreq = 1.437 м2*℃/Вт;

Во вторую очередь, определяем сопротивление теплопередачи из условий энергосбережения.

Определяем градусо-сутки отопительного периода, для этого воспользуемся формулой, согласно пункта 5.3 в СНиП 23-02-2003″Тепловая защита зданий»:

Dd = (tint — tht)zht = (20 + 4,0)*214 = 5136°С×сут

Примечание: градусо-сутки ещё имеют сокращенное обозначение — ГСОП.

Далее, согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» в зависимости от градусо-суток района строительства, рассчитываем нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче по формуле:

Rreq= a*Dd + b = 0,00035 × 5136 + 1,4 = 3,1976м2×°С/Вт,

где: Dd — градусо-сутки отопительного периода в г. Муром,

a и b — коэффициенты, принимаемые по таблице 4, столбец 3, СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» для стен жилого здания.
таким образом, мы получили второе значение сопротивления теплопередачи исходя из энергоэффективности Rreq = 3,198 м2*℃/Вт;

Для дальнейшего расчета стены, мы принимаем наибольшее значение из двух рассчитанных нами показателей Rreq (1,437 и 3,198), и обозначим его как Rтреб = 3,198 м2*℃/Вт;

Определение толщины утеплителя

Для каждого слоя нашей многослойной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:

где:
δi- толщина слоя, мм;
λi — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м × °С).

Рассчитываем термическое сопротивление для каждого слоя
1 слой (газобетонные блоки): R1 = 0,4/0,29 = 0,116 м2×°С/Вт.
3 слой (облицовочный силикатный кирпич): R3 = 0,12/0,87 = 0,104 м2×°С/Вт.
4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м2×°С/Вт.

Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала:

где:

Rint = 1/αint = 1/8,7 — сопротивление теплообмену на внутренней поверхности;

Rext = 1/αext = 1/23 — сопротивление теплообмену на наружной поверхности,

αext принимается по таблице 14 для наружных стен;

ΣRi = 0,116 + 0,104 + 0,023 — сумма термических сопротивлений всех слоев стены без слоя утеплителя, определенных с учетом коэффициентов теплопроводности материалов, принятых по графе А или Б (столбцы 8 и 9 таблицы Д1 СП 23-101-2004) в соответствии с влажностными условиями эксплуатации стены, м2·°С/Вт

Толщина утеплителя равна:

где: λут — коэффициент теплопроводности материала утеплителя, Вт/(м·°С).

Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм:

где: ΣRт,i — сумма термических сопротивлений всех слоев ограждения, в том числе и слоя утеплителя, принятой конструктивной толщины, м2·°С/Вт.

Из полученного результата можно сделать вывод, что

R0 = 3,343м2×°С/Вт > Rтр0 = 3,198м2×°С/Вт → следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

Вот мы и выполнили теплотехнический расчет стены и нам известны толщины всех слоёв, входящих в её состав. Для того, чтобы долго не разбираться с нормативной документацией и самому считать на калькуляторе все эти сложные формулы, можно воспользоваться калькулятором «Теплотехнический расчет стены», где Вам достаточно просто выбрать исходные данные, а сам расчет произведется автоматически.

Что будет, если неверно выбрать точку?

Воздух, выходя из обогретого помещения в зимнее время, переохладится и выпадет в конденсат, причем на всех поверхностях с низшей температурой. Именно поэтому стены все время будут влажными, в результате чего появляются вредные микроорганизмы и плесень. А это, следовательно, может стать причиной возникновения астмы.

Да и само здание долго не прослужит – его разрушение существенно ускорится. Здания с грибком и плесенью долго не могут служить. В связи с этим точку росы следует правильно определить еще на этапе проектирования.  Вы обязаны подобрать:

1. материал для строительства;
2. материал для термоизоляции;
3. тип отопительной и вентиляционной систем;
4. технологию утепления.

Итоги

Точку росы можно рассчитать своими силами, главное, чтобы были учтены климатические условия местности. Если в себе вы не уверены, обратитесь в специализированную компанию – за определенную плату они произведут замеры вместо вас!

Общие сведения по результатам расчетов

• Общий тепловой поток
  — Кол-во выделяемого тепла в помещение. Если тепловой поток меньше тепловых потерь помещения, необходимы дополнительные источники тепла, например, такие как настенные радиаторы.
• Тепловой поток по направлению вверх
  — Кол-во выделяемого тепла в помещение с 1 квадратного метра площади по направлению вверх.
• Тепловой поток по направлению вниз
  — Кол-во «теряемого» тепла и не участвующего в обогреве помещения. Для уменьшения данного параметра необходимо выбирать максимально эффективную теплоизоляцию под трубами ТП* (*теплого пола).
• Суммарный удельный тепловой поток
  — Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 квадратного метра.
• Суммарный тепловой поток на погонный метр
  — Общее кол-во тепла, выделяемого системой ТП с 1 погонного метра трубы.
• Средняя температура теплоносителя
  — Средняя величина между расчетной температурой теплоносителя подающего трубопровода и расчетной температурой теплоносителя обратного трубопровода.
• Максимальная температура пола
  — Максимальная температура поверхности пола по оси нагревательного элемента.
• Минимальная температура пола
  — Минимальная температура поверхности пола по оси между трубами ТП.
• Средняя температура пола
  — Слишком высокое значение данного параметра может быть дискомфортно для человека (нормируется СП 60.13330.2012). Для уменьшения данного параметра необходимо увеличить шаг труб, снизить температуру теплоносителя либо увеличить толщину слоев над трубами.
• Длина трубы
  — Общая длина трубы ТП с учетом длины подводящей магистрали. При высоком значении данного параметра калькулятор рассчитает оптимальное кол-во петель и их длину.
• Тепловая нагрузка на трубу
  — Суммарное количество тепловой энергии, получаемое от источников тепловой энергии, равное сумме теплопотреблений приемников тепловой энергии и потерь в тепловых сетях в единицу времени.
• Расход теплоносителя
  — Массовое кол-во теплоносителя предназначенного для подачи необходимого кол-ва тепла в помещение в единицу времени.
• Скорость движения теплоносителя
  — Чем выше скорость движения теплоносителя, тем выше гидравлическое сопротивление трубопровода, а также уровень шума, создаваемого теплоносителем. Рекомендуемое значение от 0.15 до 1м/с. Данный параметр можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.
• Линейные потери давления
  — Снижение напора по длине трубопровода, вызванного вязкостью жидкости и шероховатостью внутренних стенок трубы. Без учета местных потерь давления. Значение не должно превышать 20000Па. Можно уменьшить за счет увеличения внутреннего диаметра трубы.
• Общий объем теплоносителя
  — Общее кол-во жидкости для заполнения внутреннего объема труб системы ТП.

Калькулятор работает в тестовом режиме. Дата добавления калькулятора 11.03.2018

Определение температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции (окна, двери, витражи)

Очень часто возникает вопрос о выборе того или иного оконного или дверного профиля для изготовления из них конструкций с последующей установкой  в жилые/общественные/со спец требованиями помещения. Чтобы ответить на этот вопрос, среди прочих равных условий, является необходимость определения при каких условиях на профиле со стороны отапливаемого помещения выпадет конденсат.

В СНиП II-3-79 “Строительная климатология” п. 2.11* есть формула как раз для данного случая.

Разберу на примере из жизни:

Далее,  ищем  допустимую относительную влажность внутреннего воздуха для помещений жилых зданий. Находим в том же СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”  п.5.9.

Относительная влажность для нашего случая должна = 55%.

Далее осталось найти температуру точки росы для данной относительной влажности при расчетной температуре внутреннего воздуха. Ее можно взять из таблицы.

Итак: Tросы = 10,7 0С  – это означает что если в комнате + 20 0С  и влажность =55% то конденсат начнет образовываться на любой поверхности, температура которой = +10,7 0С или ниже.

Однако у нас расчетная температура на профиле уже ниже, и составляет +5,406 0С. К сожалению это означает что, при температуре на улице = -26 0С и в помещении +20 0С, температура внутренней поверхности профиля не дотягивает до нормируемой +10,7 0С, соответственно конденсат будет. И будет обильный.

Проводим проверку на соответствие нормативам

В  СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”

п.5.10 “Температура внутренней поверхности конструктивных элементов остекления окон зданий (кроме производственных) должна быть не ниже плюс 3 °С, а непрозрачных элементов окон — не ниже температуры точки росы при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период года, для производственных зданий — не ниже 0 °С.”

Это нам годится!

Расшифровка, — для алюминиевого профиля , температура внутренней поверхности должна быть не ниже +3 0С.

Сравниваем:  +5,406 0С >  +3 0С. Условие выполняется. Вот такая вот законная “лазейка” для установки окон из алюминиевого термоизолированного профиля а также из ПВХ-профиля.

Как видно из рис.2 повышение приведенного сопротивления теплопередачи произошло в большей степени за счет установки двухкамерного стеклопакета (а также и  в меньшей за счет установки уплотнителей), в “узел”  КПТ-74 рама+створка. Технические характеристики стеклопакета:  толщина 36мм, формула: 4 – 12Ar – 4 – 12 Ar – 4И.

Как правило в во всех каталогах указывают приведенное сопротивление именно “связки” :

алюминиевый профиль+заполнение с высокими теплосберегающими свойствами. Однако данный показатель не отменяет выпадение конденсата на внутренней поверхности профиля.

Но зато согласно строй.нормативам,  данная система годится для остекления жилых зданий в большинстве регионов России.  Там где, требуемое приведенное сопротивление теплопередаче для светопрозрачных ограждающих конструкций (Roприв.) <= 0,68 м2 oС/Вт

https://youtube.com/watch?v=ktWYJsVx6mc

Формула для расчета точки росы

Результат предоставлен в градусах Цельсия.

Формула корректна только для положительных температур.

Википедия пишет, что данная формула является приблизительной. Как бы там не было, но в нормативном документе СП 23-101-2004 “Проектирование тепловой защиты зданий”, есть Приложение Р (справочное). “Температуры точки росы…” где для Т = 20 °C и относит. влажности воздуха в 55%, точка росы (Тр)составит 10,69 °C.

Произведу расчет по данной формуле и сверюсь с результатом в данном Приложении.

Результат полученный с помощью формулы: 10,67 °C

Табличное значение: 10,69  °C

10,69  °C — 10,67  °C = 0,02  °C

Расхождение в две сотых градуса настолько не существенно, что им можно пренебречь.

Данной формулой можно пользоваться.

Пример теплотехнического расчета каркасного дома площадью 100 м2

Дом 10х10м, высота потолка 3 м, площадь 100 м2, объем 300 м3, площадь поверхности стен, потолка и пола 320м2.

Для утепления стен, потолка и пола используем 150мм минеральной ваты с теплопроводностью 0.038 Вт/м/С.

Площадь окон 10% от площади стен. Теплопроводность окон 0.056 Вт/м/С.

Одна дверь площадью 4 м2 с теплопроводностью 0.147 Вт/м/С.

Площадь каркаса 5% от площади стен, потолка и пола. Теплопроводность каркаса 0.147 Вт/м/С.

Приток воздуха с улицы (инфильтрация) 30 м3/час.

Расчет тепловой нагрузки каркасного дома 100 м2

Для обогрева каркасного дома 100 м2 потребуется 6.6 кВт/ч тепловой энергии.

Расчет теплопотерь

Вот как следует производить вычисления:

Теплопотери через ограждающие конструкции

Для каждого материала, входящего в состав ограждающих конструкций, в справочнике или предоставленном производителем паспорте находим значение коэффициента теплопроводности Кт (единица измерения — Вт/м*градус).

Для каждого слоя ограждающих конструкций определяем термическое сопротивление по формуле: R = S/Кт, где S – толщина данного слоя, м.

Для многослойных конструкций сопротивления всех слоев нужно сложить.

Определяем теплопотери для каждой конструкции по формуле Q = (A / R) *dT,

Где:

• А — площадь ограждающей конструкции, кв. м;
• dT — разность наружной и внутренней температур.
• dT следует определять для самой холодной пятидневки.

Теплопотери через вентиляцию

Для этой части расчета необходимо знать кратность воздухообмена.

В жилых зданиях, возведенных по отечественным стандартам (стены являются паропроницаемыми), она равна единице, то есть за час должен обновиться весь объем воздуха в помещении.

В домах, построенных по европейской технологии (стандарт DIN), при которой стены изнутри застилаются пароизоляцией, кратность воздухообмена приходится увеличивать до 2-х. То есть за час воздух в помещении должен обновиться дважды.

Теплопотери через вентиляцию определим по формуле:

Qв = (V*Кв / 3600) * р * с * dT,

Где

• V — объем помещения, куб. м;
• Кв — кратность воздухообмена;
• Р — плотность воздуха, принимается равной 1,2047 кг/куб. м;
• С — удельная теплоемкость воздуха, принимается равной 1005 Дж/кг*С.

Приведенный расчет позволяет определить мощность, которую должен иметь теплогенератор системы отопления. Если она оказалась слишком высокой, можно сделать следующее:

• понизить требования к уровню комфорта, то есть установить желаемую температуру в наиболее холодный период на минимальной отметке, допустим, в 18 градусов;
• на период сильных холодов понизить кратность воздухообмена: минимально допустимая производительность приточной вентиляции составляет 7 куб. м/ч на каждого обитателя дома;
• предусмотреть организацию приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором.

Заметим, что рекуператор полезен не только зимой, но и летом: в жару он позволяет сэкономить произведенный кондиционером холод, хотя и работает в это время не столь эффективно, как в мороз.

Правильнее всего при проектировании дома выполнить зонирование, то есть назначить для каждого помещения свою температуру исходя из требуемого комфорта. К примеру, в детской или комнате пожилого человека следует обеспечить температуру порядка 25-ти градусов, тогда как для гостиной будет достаточно и 22-х. На лестничной площадке или в помещении, где жильцы появляются редко либо имеются источники тепловыделения, расчетную температуру можно вообще ограничить 18-ю градусами.

Очевидно, что цифры, полученные в данном расчете, актуальны только для очень короткого периода — самой холодной пятидневки. Чтобы определить общий объем энергозатрат за холодный сезон, параметр dT нужно вычислять с учетом не самой низкой, а средней температуры. Затем нужно выполнить следующее действие:

W = ((Q + Qв) * 24 * N)/1000,

Где:

• W — количество энергии, требующейся для восполнения теплопотерь через ограждающие конструкции и вентиляцию, кВт*ч;
• N — количество дней в отопительном сезоне.

Однако, данный расчет окажется неполным, если не будут учтены потери тепла в канализационную систему.

Теплопотери через канализацию

Для приема гигиенических процедур и мытья посуды жильцы дома греют воду и произведенное тепло уходит в канализационную трубу.

Но в данной части расчета следует учитывать не только прямой нагрев воды, но и косвенный — отбор тепла осуществляет вода в бачке и сифоне унитаза, которая также сбрасывается в канализацию.

Исходя из этого, средняя температура нагрева воды принимается равной всего 30-ти градусам. Теплопотери через канализацию рассчитываем по следующей формуле:

Qк = (Vв * T * р * с * dT) / 3 600 000,

Где:

• Vв — месячный объем потребления воды без разделения на горячую и холодную, куб. м/мес.;
• Р — плотность воды, принимаем р = 1000 кг/куб. м;
• С — теплоемкость воды, принимаем с = 4183 Дж/кг*С;
• dT — разность температур. Учитывая, что вода на входе зимой имеет температуру около +7 градусов, а среднюю температуру нагретой воды мы условились считать равной 30-ти градусам, следует принимать dT = 23 градуса.
• 3 600 000 — количество джоулей (Дж) в 1-м кВт*ч.

Определяем место конденсации

Для того чтобы выполнить расчет необходимо знать:

• коэффициенты теплового сопротивления стены и утеплителя, λ1 и λ2, Вт/(м•К);
• толщину стены и утеплителя, h1 и h2 , м;
• температуру воздуха внутри дома, t1, °С;
• влажность воздуха, %;
• точку росы, °С;
• температуру за пределами здания, t2, °С.

Прежде чем приступить к расчету, примем, что по толщине всех слоев изменение температуры будет линейным. Необходимо найти температуру в месте соприкосновения стены и утеплителя. После этого надо будет построить график, отражающий изменение температуры по толщине стены. Построенный график поможет найти искомую точку.

Для этого следует найти отношение значение теплового сопротивления стены и утеплителя. Воспользовавшись специальной формулой, можно будет найти температуру на границе слоя. Зная температуру с одной и с другой стороны слоя, не составит труда построить линейный график. По нему можно будет отследить изменение температуры в по всей толщине стены, чтобы понять, в каком именно месте будет образовываться конденсат.

Пример расчета

Чтобы выполнить расчет, примем, что у нас есть железобетонная стена h1=36 см, утепленная пенопластом толщиной h2=10 см. У железобетона коэффициент теплового сопротивления равен λ1=1,7 Вт/смК. Для пенопласта этот показатель λ2= 0,04 Вт/смК. Внутри дома температура t1= +20 град, за его пределами – t2= -10 градусов. Влажность воздуха внутри и снаружи примем одинаковой – 50%. По таблице значение конденсации составит 9,3 градуса.

Чтобы найти тепловое сопротивление стены и утеплителя необходимо найти отношение их толщины и коэффициента теплового сопротивления h/ λ. Получаем для стены h1/λ1=0,36/1,7=0,21 вт/м²К, утеплителя h2/λ2 0,1/0,04= 2,5 вт/м²К.

Далее определяем отношение теплового сопротивления стены и пенопласта n=0,21/2,5=0,084. Учтя найденное значение, можно найти перепад температур следующим образом: Т= t1-t2n = 20-(-10)0,084=2,52 град.

Отсюда, на границе слоя температура будет t1-Т=20-2,52=17,48 град.

Чтобы найти, где будет находиться искомое место, следует построить примерный график, характеризующий перепад температуры по толщине стены, проведя прямую через две точки. В том месте, где температура будет 9,3 градуса, и будет образовываться конденсат.

Анализируя полученный график, важно понять, будет ли место образования конденсации находиться в утеплителе или нет. В таком случае даже при значительном ухудшении погодных условий удастся избежать нежелательного увлажнения стены

Если же она окажется за пределами слоя теплоизоляционного материала, значит, самое время задуматься о достаточности толщины утеплителя.

Если в настоящий момент улучшить теплоизоляцию стен не представляется возможным, то единственным выходом может стать обогрев помещения. Нагревая воздух изнутри, можно будет сместить точку конденсации в направлении улицы. Как следствие, внутри здания будет находиться намного комфортнее.

Онлайн калькулятор теплопотерь дома

Утечка тепла происходит через всевозможные щели, во время проветривания, материалы, входящие в состав каждой конструкции дома (здесь имеется в виду сопротивление теплопередачи). Также, чтобы посчитать теплопотери, нужно знать разницу показаний домашнего и уличного термометра, обстановку с ветрами и солнечной радиацией, расположение здания относительно сторон света и различных водоемов.

Самостоятельно произвести вычисления будет не просто и займет много времени. Здесь потребуется поиск таблиц с постоянными значениями и определение состава всех конструкций дома включая толщину каждого слоя. Это без учета различного рода неисправностей. Для программного вычисления введите название города для минусовых и желаемую температуру. Далее заполните пункты по разделам:

1. Стены. Имеется вентилируемый зазор на фасаде, его общая площадь. Также учитываются состав и толщина каждого слоя несущих конструкций.
2. Окна. Вид остекления, количество и размеры проемов.
3. Потолок. Информация о том, что расположено над перекрытием, площадь, состав и толщина материалов.
4. Пол. Аналогичные данные.
5. Инфильтрация. Здесь нужна только общая площадь жилого пространства.

Калькулятор выдает приблизительные ориентировочные результаты, поэтому их рекомендуется все же проверять экспериментально. В программу невозможно ввести данные о полноценном состоянии конструкций. Например, по разным причинам внутри стен может образоваться конденсат, пол или потолок отсыревать периодически. А влага заметно увеличивает теплопроводность материалов.