Titik embun - ketergantungan pada metode isolasi rumah
Konsep titik embun (selanjutnya TP) digunakan dalam desain perlindungan termal bangunan sipil dan industri, ini adalah parameter yang nyaman dalam perhitungan sistem pengeringan udara dan instalasi pneumatik. Titik embun udara sekitar diperhitungkan saat menerapkan lapisan anti-korosi pada substrat logam.
Ketika suhu substrat lebih rendah dari TP udara, uap air terkondensasi hadir pada substrat, yang tidak memungkinkan mencapai adhesi yang diinginkan. Cacat seperti terkelupas atau menggelembungnya lapisan cat terbentuk pada permukaan yang dicat, berkontribusi terhadap terjadinya korosi dini. Perhitungan titik embun yang dilakukan dengan benar menentukan seperti apa insulasi termal bangunan tempat tinggal, dengan mempertimbangkan konsumsi panas, kelembaban udara, dan karakteristik pertukaran udara di dalam bangunan.
Suhu titik embun berfungsi sebagai semacam indikator tingkat kelembaban udara dari bagian dalam hunian. Nilai suhu titik embun menentukan tingkat kenyamanan tinggal di sebuah rumah. Semakin tinggi titik embun di rumah bingkai, semakin tinggi kelembaban di dalam ruangan. Jika suhu titik embun melebihi 20°C, maka bagi kebanyakan orang, berada di dalam ruangan akan sangat tidak nyaman.
Suasana di ruangan seperti itu untuk pasien jantung dan penderita asma sangat mencekik dan tak tertahankan. Penentuan titik embun yang dilakukan secara tidak benar di dinding bangunan tempat tinggal menyebabkan pengendapan kondensat pada permukaan dinding dan langit-langit ruangan. Dinding basah memicu pembentukan jamur dan perkembangan mikroorganisme yang masuk ke tubuh manusia bersama dengan udara yang dihirup. Kelembaban terkondensasi pada bahan dinding dan langit-langit basah membeku di musim dingin, meningkat tajam dalam volume dan melemahkan kualitas kekuatan struktur bangunan.
Gambar di bawah ini menunjukkan dinding kayu yang lembab dengan manifestasi jamur karena isolasi termal yang tidak tepat.
Fisika kondensasi uap
Air hadir di lingkungan rumah kita dalam dua keadaan agregasi:
- cair adalah air untuk keperluan memasak dan sanitasi;
- gas - uap di atas air mendidih atau sebagai salah satu fraksi udara yang dihembuskan.
Selain tempat-tempat yang jelas seperti itu, jejak-jejak kelembaban selalu hadir dalam bahan-bahan elemen struktur bangunan: dinding beton atau bata, langit-langit, dan alas lantai. Idealnya bahan bangunan kering tidak ada di alam. Dalam cuaca hangat yang stabil, uap yang ada di udara dan uap air di dinding tempat tinggal berada dalam keseimbangan termal.
Dalam hal ini, tekanan parsial uap di udara dari sisi jalan (sisi luar tembok) dan di dalam rumah (sisi dalam tembok) adalah sama. Ini berarti tidak terjadi pergerakan uap air melalui dinding. Dalam cuaca dingin, kelembaban udara dingin rendah, tekanan parsial uap di udara seperti itu rendah. Sesuai dengan hukum termofisika, uap bertekanan tinggi (tempat tinggal) mulai berdifusi melalui bahan dinding ke jalan yang dingin, di mana tekanannya lebih rendah.
Semua bahan bangunan dari mana dinding rumah didirikan memiliki sifat permeabilitas uap. Bahkan dinding beton atau bata mampu mengeluarkan uap melalui ketebalannya, meskipun beton dan batu bata memiliki permeabilitas uap yang minimal.
Saat melewati titik embun di dinding, uap masuk ke keadaan agregasi cair, membentuk uap air kondensat.
Munculnya kelembaban dalam struktur dinding disertai dengan sejumlah faktor negatif:
- Konduktivitas termal dinding lembab meningkat beberapa kali. Ini berarti bahwa pertukaran panas antara ruangan yang dipanaskan dan jalan akan meningkat, akan selalu dingin di rumah.
- Di musim dingin, ada pembekuan berkala kelembaban kondensat di dinding, diikuti oleh pencairan. Sifat siklus pembekuan memiliki efek destruktif pada struktur bahan bangunan, mengurangi periode pengoperasian bangunan yang bebas masalah.
dalam gambar. Di bawah ini adalah representasi skema dari transformasi uap air menjadi keadaan cair (warna biru digunakan) ketika TP masuk ke dalam dinding hunian.
Metode untuk menghitung TR
Pertanyaan tentang apa titik embun itu, dijawab dalam Kode Peraturan SP 50.13330.2012, yang mengatur masalah perlindungan termal bangunan. Dalam pasal B.24, konsep TP diartikan sebagai suhu awal terbentuknya uap air kondensat di udara dengan parameter suhu dan kelembaban relatif tertentu.
Nilai TP ditunjukkan dalam derajat C! Harus diingat bahwa nilai TP tidak pernah dapat melebihi parameter suhu sebenarnya dari udara yang TP-nya ditentukan. Hanya dalam kasus kelembaban relatif 100% TP akan bertepatan dengan suhu udara.
Sesuai dengan definisi TP, suhu deposisi kelembaban kondensat tergantung pada nilai dua parameter:
- dari suhu udara;
- dari kelembaban relatif udara sekitar.
Misalnya, untuk massa udara dengan kelembaban 40% dan suhu 10 ° C, indikator TP akan menjadi minus 2,9 ° C. Dengan kelembaban volume yang sama dalam 80%, TP sudah akan mencapai plus 6,7 ° C. Untuk kelembaban 100%, nilai TP dan t udara bertepatan = 10,0 ° C.
Saat memasang perlindungan termal, sangat penting untuk menemukan tempat di mana titik embun dapat untuk mencegah pembentukan uap air kondensat di tempat yang tidak diinginkan untuk perlindungan termal yang efektif. Secara praktis tidak mungkin untuk menentukan secara visual posisi TR sebagai tempat pengendapan kondensat awal. Untuk indikator, titik embun ditentukan dengan beberapa metode.
Metode kalkulasi
Rumus berikut sangat nyaman untuk menghitung TP dalam kisaran suhu plus hingga 60° C:
T = b * f (T, Rh) / (a-f (T, Rh), di mana
- T P adalah suhu awal kondensasi, yaitu titik embun di dinding, insulasi atau udara sekitar;
- f (T, Rh) = a * T / (b + T) + ln (Rh);
- ln - logaritma natural;
- a = 17,27;
- b = 237,7;
- adalah suhu udara dalam ° C;
- Rh - kelembaban relatif, ditunjukkan dalam fraksi volume (dari 0,01 hingga 1,00).
Rumus ini bekerja dengan kesalahan ± 0,4 derajat Celcius.
Ada rumus sederhana yang bekerja dengan kesalahan dalam ± 1,0 derajat. C, misalnya, T p T - (1-RH) / 0,05.
Rumus ini dapat digunakan untuk menghitung indikator kelembaban relatif melalui suhu TP yang sudah diketahui: RH≈1-0,05 (T-T p).
Metode tabel
Dalam banyak tabel khusus, berdasarkan pengukuran laboratorium, nilai TP ditunjukkan tergantung pada indikator kelembaban relatif udara dan suhunya. Parameter titik embun ditentukan secara rinci oleh tabel lampiran referensi R dari Kode Peraturan SP 23-101-2004 "Desain perlindungan termal bangunan." dalam gambar. di bawah ini adalah tabel titik embun serupa, yang sepenuhnya sesuai dengan parameter dari GOST dan SP.
Tabel titik embun
| suhu- wisata udara, (° C) | Suhu titik embun (° C) pada kelembaban relatif (%) | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 30% | 35% | 40% | 45% | 50% | 55% | 60% | 65% | 70% | 75% | 80% | 85% | 90% | 95% | |
| 30 | 10,5 | 12,9 | 14,9 | 16,8 | 18,4 | 20 | 21,4 | 22,7 | 23,9 | 25,1 | 26,2 | 27,2 | 28,2 | 29,1 |
| 29 | 9,7 | 12 | 14 | 15,9 | 17,5 | 19 | 20,4 | 21,7 | 23 | 24,1 | 25,2 | 26,2 | 27,2 | 28,1 |
| 28 | 8,8 | 11,1 | 13,1 | 15 | 16,6 | 18,1 | 19,5 | 20,8 | 22 | 23,2 | 24,2 | 25,2 | 26,2 | 27,1 |
| 27 | 8 | 10,2 | 12,2 | 14,1 | 15,7 | 17,2 | 18,6 | 19,9 | 21,1 | 22,2 | 23,3 | 24,3 | 25,2 | 26,1 |
| 26 | 7,1 | 9,4 | 11,4 | 13,2 | 14,8 | 16,3 | 17,6 | 18,9 | 20,1 | 21,2 | 22,3 | 23,3 | 24,2 | 25,1 |
| 25 | 6,2 | 8,5 | 10,5 | 12,2 | 13,9 | 15,3 | 16,7 | 18 | 19,1 | 20,3 | 21,3 | 22,3 | 23,2 | 24,1 |
| 24 | 5,4 | 7,6 | 9,6 | 11,3 | 12,9 | 14,4 | 15,8 | 17 | 18,2 | 19,3 | 20,3 | 21,3 | 22,3 | 23,1 |
| 23 | 4,5 | 6,7 | 8,7 | 10,4 | 12 | 13,5 | 14,8 | 16,1 | 17,2 | 18,3 | 19,4 | 20,3 | 21,3 | 22,2 |
| 22 | 3,6 | 5,9 | 7,8 | 9,5 | 11,1 | 12,5 | 13,9 | 15,1 | 16,3 | 17,4 | 18,4 | 19,4 | 20,3 | 21,1 |
| 21 | 2,8 | 5 | 6,9 | 8,6 | 10,2 | 11,6 | 12,9 | 14,2 | 15,3 | 16,4 | 17,4 | 18,4 | 19,3 | 20,2 |
| 20 | 1,9 | 4,1 | 6 | 7,7 | 9,3 | 10,7 | 12 | 13,2 | 14,4 | 15,4 | 16,4 | 17,4 | 18,3 | 19,2 |
| 19 | 1 | 3,2 | 5,1 | 6,8 | 8,3 | 9,8 | 11,1 | 12,3 | 13,4 | 14,5 | 15,5 | 16,4 | 17,3 | 18,2 |
| 18 | 0,2 | 2,3 | 4,2 | 5,9 | 7,4 | 8,8 | 10,1 | 11,3 | 12,5 | 13,5 | 14,5 | 15,4 | 16,3 | 17,2 |
| 17 | -0,6 | 1,4 | 3,3 | 5 | 6,5 | 7,9 | 9,2 | 10,4 | 11,5 | 12,5 | 13,5 | 14,5 | 15,3 | 16,2 |
| 16 | -1,4 | 0,5 | 2,4 | 4,1 | 5,6 | 7 | 8,2 | 9,4 | 10,5 | 11,6 | 12,6 | 13,5 | 14,4 | 15,2 |
| 15 | -2,2 | -0,3 | 1,5 | 3,2 | 4,7 | 6,1 | 7,3 | 8,5 | 9,6 | 10,6 | 11,6 | 12,5 | 13,4 | 14,2 |
| 14 | -2,9 | -1 | 0,6 | 2,3 | 3,7 | 5,1 | 6,4 | 7,5 | 8,6 | 9,6 | 10,6 | 11,5 | 12,4 | 13,2 |
| 13 | -3,7 | -1,9 | -0,1 | 1,3 | 2,8 | 4,2 | 5,5 | 6,6 | 7,7 | 8,7 | 9,6 | 10,5 | 11,4 | 12,2 |
| 12 | -4,5 | -2,6 | -1 | 0,4 | 1,9 | 3,2 | 4,5 | 5,7 | 6,7 | 7,7 | 8,7 | 9,6 | 10,4 | 11,2 |
| 11 | -5,2 | -3,4 | -1,8 | -0,4 | 1 | 2,3 | 3,5 | 4,7 | 5,8 | 6,7 | 7,7 | 8,6 | 9,4 | 10,2 |
| 10 | -6 | -4,2 | -2,6 | -1,2 | 0,1 | 1,4 | 2,6 | 3,7 | 4,8 | 5,8 | 6,7 | 7,6 | 8,4 | 9,2 |
| * untuk indikator menengah yang tidak ditunjukkan dalam tabel, nilai rata-rata ditentukan | ||||||||||||||
Penggunaan psikrometer rumah tangga
Psikrometer, lebih tepatnya, higrometer psikrometer, dirancang untuk mengukur suhu udara dan kelembaban relatif. Higrometer modern dapat digunakan sebagai alat untuk menentukan titik embun, karena gambar tabel psychrometric diterapkan pada tubuhnya.
Menggunakan pembacaan kedua termometer perangkat, TP ditentukan dari tabel. dalam gambar. Di bawah ini ditampilkan model psikrometer rumah tangga modern, dilengkapi dengan tabel psikrometri untuk membantu menentukan titik embun.
Termohigrometer elektronik portabel
Titik embun dalam konstruksi selama inspeksi termal tempat ditentukan menggunakan termo-higrometer portabel dengan tampilan yang dilengkapi dengan indikasi nilai suhu sekitar, kelembabannya, dan parameter TP.
Pembacaan pencitra termal
Perhitungan TP tidak diperlukan jika Anda menggunakan model imager termal terpisah untuk tujuan konstruksi, yang memiliki fungsi menghitung TP dan menampilkan permukaan dengan suhu di bawah TP selama pencitraan termal. Dengan parameter udara yang diberikan, komputer dapat memproses data pencitraan termal dan menunjukkan pada termogram semua area yang berisiko jatuh ke zona kondensasi saat dinding atau langit-langit diisolasi.
Pilihan untuk menghangatkan dinding tempat tinggal
Parameter TP adalah semacam batas suhu di mana panas internal dan dingin eksternal bertemu. Di struktur dinding yang tertutup, udara hangat yang berdifusi selama bulan-bulan musim dingin dari ruangan yang dipanaskan ke jalan yang dingin menjadi sangat dingin.
Fase uap air masuk ke keadaan basah, mengendap di permukaan apa pun dengan suhu di bawah TP. Penyebab kondensasi tidak hanya bahan dinding (rumah kayu, batu bata atau beton aerasi), tetapi juga cara mengatur perlindungan termal bangunan, yang menentukan ke arah mana TR dipindahkan.
Lokasi TP tergantung pada faktor-faktor berikut:
- indikator kelembaban dalam dan luar ruangan;
- indikator suhu udara dalam dan luar ruangan;
- ketebalan dinding dan lapisan insulasi;
- tempat di mana bahan isolasi berada.
Tergantung pada faktor-faktor ini, TP dapat ditempatkan tidak hanya pada permukaan dinding, tetapi juga pada ketebalan dinding atau bahan insulasi. Varian lokasi TP dalam sistem "dinding plus insulasi" menyediakan penempatan insulasi di dalam ruangan atau di luar dinding penutup (lihat gambar di bawah).
Dinding tanpa isolasi
Gambar di sebelah kiri menunjukkan situasi dengan TR untuk dinding yang tidak berinsulasi. Lokasi TP jatuh pada ketebalan dinding dan mampu bergeser ke arah jalan atau ruangan, tergantung pada perubahan parameter suhu dan kelembaban.
Bagaimanapun, ada titik embun di beton aerasi atau di dinding bata, kondensasi terbentuk relatif jauh dari permukaan bagian dalam. Kelembaban kondensat menumpuk di bahan dinding, membeku di salju yang parah. Ketika menjadi lebih hangat, uap air mencair dan menguap ke atmosfer.
Ada tiga opsi untuk menempatkan TR di dinding:
- indikator TP yang ditemukan dengan perhitungan atau metode tabular jatuh di antara pusat geometris ketebalan dinding dan permukaan luar - dinding bagian dalam tetap kering;
- TP jatuh di antara pusat geometris dinding dan permukaan bagian dalam ruangan - dinding ruangan bisa basah selama cuaca dingin yang tajam;
- TP tepat mengenai koordinat permukaan bagian dalam - dinding akan lembab sepanjang musim dingin.
Kehilangan panas dengan dinding yang tidak berinsulasi mencapai 80%. Aspek negatif dari terjadinya TR di dinding adalah penghancuran bertahap struktur dinding.
Dinding bata, beton aerasi, blok tanah liat yang diperluas, dll., Yang homogen dalam konstruksinya, memiliki TP di musim dingin di dalam ketebalan material. Beberapa siklus pembekuan / pencairan memperburuk sifat kekuatan bahan bangunan dan mengurangi kekuatan seluruh struktur dinding. Oleh karena itu, dinding struktur monolitik dengan komposisi homogen harus diisolasi dengan bahan isolasi panas.
Isolasi dari dalam ruangan
Untuk lokasi TR, opsi berikut dimungkinkan:
- jika titik embun ada di dalam insulasi, maka insulasi akan basah selama periode beku;
- jika struktur bahan insulasi tidak memungkinkan kondensasi uap air di dalam lapisan insulasi (polystyrene yang diperluas, dll.), maka kondensasi akan jatuh di perbatasan dinding bagian dalam dan pelat polistiren insulasi. Selesai dinding akan mulai basah, yang akan memicu pembentukan bintik-bintik lembab dan jamur;
- bahan dinding berada di zona suhu di bawah nol dan terkena efek negatif dari suhu ekstrem.
Isolasi dari luar gedung
TR dibawa keluar ke lapisan isolasi panas luar. Kemungkinan kondensasi di dalam ruangan dikecualikan, dinding akan kering.
Video: titik embun di dinding
Teori dan praktik menunjukkan bahwa lebih baik untuk melengkapi perlindungan termal bangunan dari luarnya. Maka kemungkinan besar TP berada di area yang tidak memungkinkan terjadinya kondensasi uap air di dalam ruangan.
