Как рассчитать точку росы вручную
Точка росы рассчитывается по формуле Магнуса из температуры и относительной влажности воздуха: γ = ln(φ / 100) + 17,27 × t / (237,7 + t), t_р = 237,7 × γ / (17,27 − γ). Точка росы — температура, до которой нужно охладить воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар стал насыщенным и начал выпадать в виде конденсата. При 20 °C и влажности 55 % точка росы равна 10,7 °C: любая поверхность в комнате холоднее этой температуры покроется каплями. Положение точки росы в стене находят, сравнивая её с температурным профилем: слой, в котором температура опускается ниже 10,7 °C, и есть зона возможной конденсации.
Точка росы по формуле Магнуса
γ = ln(φ / 100) + 17,27 × t / (237,7 + t); t_р = 237,7 × γ / (17,27 − γ), где t — температура воздуха, °C; φ — относительная влажность, %
Температурный профиль стены
R₀ = 1/α_в + Σ(δᵢ / λᵢ) + 1/α_н; q = (t_в − t_н) / R₀; τ_в = t_в − q / α_в; t_k = t_k−1 − q × δ_k / λ_k, где α_в = 8,7 и α_н = 23 Вт/(м²·°C), δ — толщина слоя в м, λ — теплопроводность
Порядок расчёта:
- Найдите точку росы воздуха в помещении по формуле Магнуса или по таблице ниже. Расчётные параметры жилой комнаты — 20 °C и 55 % (ГОСТ 30494-2011, СП 50.13330.2012).
- Возьмите расчётную наружную температуру — температуру наиболее холодной пятидневки своего города. Это самый неблагоприятный случай: если стена не мокнет при ней, то не мокнет и в остальное время.
- Перечислите слои стены от помещения наружу и посчитайте термическое сопротивление каждого: толщина в метрах, делённая на λ. Значения λ для стеновых материалов и утеплителей собраны в справочнике теплопроводность утеплителей.
- Сложите сопротивления слоёв с 1/8,7 и 1/23 — получится R₀ стены. Тепловой поток q равен разности температур воздуха, делённой на R₀. На каждом слое температура падает на q × R слоя.
- Сравните температуры границ с точкой росы. Если она выше температуры внутренней поверхности — конденсат на стене; если ниже наружной — конденсации в толще нет; иначе точка росы попадает в слой, где температура пересекает её значение, и глубина находится линейной интерполяцией внутри этого слоя.
Пример с числами калькулятора по умолчанию: комната 20 °C и 55 %, снаружи −25 °C, стена из керамического кирпича 380 мм с минеральной ватой 150 мм снаружи. Точка росы: γ = ln 0,55 + 17,27 × 20 / 257,7 = −0,598 + 1,340 = 0,742; t_р = 237,7 × 0,742 / (17,27 − 0,742) = 10,7 °C. Сопротивление стены R₀ = 0,115 + 0,38 / 0,56 + 0,15 / 0,04 + 0,043 = 0,115 + 0,679 + 3,75 + 0,043 = 4,59 м²·°C/Вт; тепловой поток q = 45 / 4,59 = 9,81 Вт/м². Внутренняя поверхность 20 − 9,81 / 8,7 = 18,9 °C, граница кирпича и ваты 18,9 − 9,81 × 0,679 = 12,2 °C, наружная поверхность −25 + 9,81 / 23 = −24,6 °C. Точка росы 10,7 °C лежит между 12,2 и −24,6 °C — в утеплителе, на глубине 380 + 150 × (12,2 − 10,7) / (12,2 + 24,6) ≈ 386 мм от внутренней поверхности. Кирпич остаётся сухим, а перепад 20 − 18,9 = 1,1 °C укладывается в норму 4 °C. Такой стене хватает утеплителя и по теплозащите: проверить требуемую толщину утеплителя для стен по регионам можно отдельным расчётом.
Таблица точки росы и расчёт точки росы в стене
Матрица ниже — готовый ответ для типовых комнатных условий. Строки — температура воздуха, колонки — относительная влажность; значения рассчитаны по той же формуле Магнуса, что и калькулятор. Быстрая проверка окон: если стеклопакет зимой холоднее числа в ячейке для условий комнаты, он запотеет.
| Температура воздуха, °C | 30 % | 40 % | 50 % | 55 % | 60 % | 70 % | 80 % | 90 % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 16 | -1,6 | 2,4 | 5,6 | 7 | 8,2 | 10,5 | 12,5 | 14,4 |
| 18 | 0,2 | 4,2 | 7,4 | 8,8 | 10,1 | 12,4 | 14,5 | 16,3 |
| 20 | 1,9 | 6 | 9,3 | 10,7 | 12 | 14,4 | 16,4 | 18,3 |
| 22 | 3,6 | 7,8 | 11,1 | 12,5 | 13,9 | 16,3 | 18,4 | 20,3 |
| 24 | 5,3 | 9,6 | 12,9 | 14,4 | 15,7 | 18,2 | 20,3 | 22,3 |
Колонки — относительная влажность воздуха в помещении. При охлаждении поверхности ниже точки росы на ней выпадает конденсат. Источник: формула Магнуса, a = 17,27, b = 237,7 °C
Расчёт точки росы в стене зависит от порядка слоёв и их толщины. В таблице — типовые конструкции при расчётных условиях калькулятора: 20 °C и 55 % в помещении, −25 °C снаружи. Глубина отсчитывается от внутренней поверхности, «граница слоёв» — температура между несущим слоем и утеплителем. Точка росы в кирпичной стене без утепления и с тонким слоем ваты остаётся в кладке; 150 мм минваты снаружи уводят её в утеплитель. Точка росы при утеплении изнутри формально тоже оказывается «в утеплителе», но при этом сама кладка промерзает до −15 °C — это худший вариант из всех. Число плит и упаковок для наружного варианта считает калькулятор утепления стен минватой.
| Конструкция стены (слои от помещения наружу) | R, м²·°C/Вт | Внутренняя поверхность, °C | Граница слоёв, °C | Глубина точки росы, мм | Точка росы находится |
|---|---|---|---|---|---|
| Кирпич 380 мм без утепления | 0,84 | 13,8 | — | 33 | в несущей стене |
| Кирпич 380 мм + минвата 50 мм снаружи | 2,09 | 17,5 | 2,9 | 178 | в несущей стене |
| Кирпич 380 мм + минвата 150 мм снаружи | 4,59 | 18,9 | 12,2 | 386 | в утеплителе |
| Кирпич 380 мм + минвата 100 мм изнутри | 3,34 | 18,4 | -15,3 | 23 | в утеплителе |
| Газобетон D400 375 мм без утепления | 3,57 | 18,6 | — | 69 | в несущей стене |
| Газобетон D500 300 мм + пенопласт 100 мм снаружи | 4,93 | 19 | -0,6 | 127 | в несущей стене |
| Брус 150 мм без утепления | 0,99 | 14,8 | — | 16 | в несущей стене |
| Брус 150 мм + минвата 150 мм снаружи | 4,74 | 18,9 | 11 | 151 | в утеплителе |
| Железобетон 200 мм + ЭППС 100 мм снаружи | 3,38 | 18,5 | 17,2 | 216 | в утеплителе |
λ стеновых материалов — СП 50.13330.2012, прил. Т, утеплителей — декларации производителей (Кирпич керамический полнотелый: 0,56 Вт/(м·°C) в сухом состоянии). Глубина — от внутренней поверхности стены; «граница слоёв» для стен без утеплителя не указывается. Источник: СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»: табл. 4 (α_в = 8,7 Вт/(м²·°C)), табл. 6 (α_н = 23 для наружных стен), табл. 5 (нормируемый перепад Δt_н), п. 5.7 и табл. 1 (расчётная влажность жилых 55 %, влажный режим > 60 %); ГОСТ 30494-2011 (расчётная температура жилых помещений 20 °C); СП 131.13330.2020, табл. 3.1 (температура наиболее холодной пятидневки); формула Магнуса (Тетенса) — эмпирическая аппроксимация давления насыщенного пара, a = 17,27, b = 237,7 °C, погрешность до ±0,4 °C в диапазоне 0–60 °C; типовые конструкции стен — инженерная практика малоэтажного строительства, не норма
Наружную температуру берут по СП 131.13330.2020: колонка «Расчётная температура» в таблице — температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, именно её вводят в поле «Температура наружного воздуха». Для города, которого нет в списке, подходит ближайший с тем же климатом. Та же таблица нужна для расчёта теплопотерь дома: там расчётная температура задаёт пиковую нагрузку на отопление.
| Город | Страна | Расчётная температура, °C | Средняя температура отопительного периода, °C | Отопительный период, сут | ГСОП, °C·сут |
|---|---|---|---|---|---|
| Москва | Россия | -25 | -2,2 | 205 | 4 551 |
| Санкт-Петербург | Россия | -24 | -1,3 | 213 | 4 537 |
| Киев | Украина | -22 | -0,1 | 176 | 3 538 |
| Алматы | Казахстан | -25 | -1,6 | 166 | 3 586 |
| Минск | Беларусь | -24 | -0,9 | 200 | 4 180 |
| Новосибирск | Россия | -37 | -8,1 | 221 | 6 210 |
| Екатеринбург | Россия | -32 | -5,4 | 221 | 5 613 |
| Харьков | Украина | -23 | -2 | 189 | 4 158 |
| Астана | Казахстан | -35 | -8,7 | 215 | 6 171 |
| Казань | Россия | -31 | -4,8 | 208 | 5 158 |
| Красноярск | Россия | -37 | -6,7 | 233 | 6 221 |
| Нижний Новгород | Россия | -31 | -4,1 | 215 | 5 182 |
| Челябинск | Россия | -32 | -6,5 | 218 | 5 777 |
| Шымкент | Казахстан | -20 | 1,4 | 145 | 2 697 |
| Уфа | Россия | -33 | -5,9 | 209 | 5 413 |
| Самара | Россия | -30 | -5,2 | 203 | 5 116 |
| Краснодар | Россия | -19 | 2 | 149 | 2 682 |
| Ростов-на-Дону | Россия | -22 | -0,6 | 171 | 3 523 |
| Омск | Россия | -37 | -8,4 | 221 | 6 276 |
| Воронеж | Россия | -24 | -2,5 | 196 | 4 410 |
| Одесса | Украина | -18 | 0,8 | 165 | 3 168 |
| Пермь | Россия | -35 | -5,9 | 229 | 5 931 |
| Волгоград | Россия | -25 | -2,2 | 177 | 3 929 |
| Днепр | Украина | -23 | -1 | 175 | 3 675 |
| Саратов | Россия | -25 | -4,3 | 196 | 4 763 |
Источник: СП 131.13330.2020 «Строительная климатология», табл. 3.1 (РФ); СНБ 2.04.02-2000 (РБ); СП РК 2.04-01-2017 (РК); ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 (Украина); СП 50.13330.2012, формула 5.2
Что учесть при расчёте
- Влажность важнее температуры. При 20 °C рост влажности с 40 до 60 % поднимает точку росы с 6 до 12 °C — сильнее, чем любое изменение стены. Кухня, ванная, сушка белья и отсутствие вытяжки сдвигают конденсат внутрь конструкции; расчёт для влажных комнат ведут при 60 % и выше.
- Метод консервативен. Калькулятор считает, что парциальное давление пара во всей толще стены равно внутреннему, и не учитывает сопротивление паропроницанию слоёв. Реальная плоскость конденсации обычно лежит ближе к наружной поверхности, чем показанная точка росы, поэтому запас идёт в сторону безопасности. Строгий расчёт защиты от переувлажнения — раздел 8 СП 50.13330.2012.
- Точка росы в утеплителе — не приговор. Минеральная вата паропроницаема: влага, сконденсировавшаяся зимой у холодной стороны, выходит наружу через вентзазор или паропроницаемую штукатурку. Опасно другое — плотная плёнка или ЭППС снаружи ваты, которые запирают влагу в утеплителе.
- Утепление изнутри требует пароизоляции. Стена за утеплителем промерзает, и любой пар из комнаты конденсируется на её холодной поверхности. Либо сплошная пароизоляция с проклеенными стыками, либо паронепроницаемый утеплитель — ЭППС, ППУ, PIR — с герметичными швами. Для утепления пенопластом снаружи это правило не действует: паронепроницаемый слой с холодной стороны допустим, если несущая стена достаточно тёплая.
- λ зависит от влажности. Для кирпича в таблицах взято значение в сухом состоянии 0,56 Вт/(м·°C); при условиях эксплуатации Б оно растёт до 0,81, и точка росы смещается глубже внутрь кладки. Для газобетона разброс между сухим и равновесно-влажным значением ещё больше.
- Углы и откосы холоднее плоскости стены. Расчёт даёт температуру гладкой поверхности; в наружных углах и у оконных откосов она ниже на 2–4 °C из-за двумерного теплового потока. Если плоскость стены проходит с запасом менее 2 °C до точки росы, углы всё равно будут запотевать.
- Сопротивление теплопередаче — отдельная проверка. Стена, у которой точка росы удачно сидит в утеплителе, может не проходить по нормируемому сопротивлению для региона — его считают по ГСОП. Для стен из газобетона удобно сначала выполнить расчёт газобетонных блоков на дом с нужной толщиной, а затем проверить её в этом калькуляторе.
Нормативные документы
- СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» (табл. 1, 4, 5, 6, п. 5.7, прил. Е)
- СП 131.13330.2020 «Строительная климатология» (табл. 3.1 — температура наиболее холодной пятидневки)
- ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»
- СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»