Výpočet rosného bodu a kontrola kondenzace
Z teploty v místnosti a relativní vlhkosti získáte rosný bod. Přidejte povrchovou teplotu okna, stěny nebo potrubí s chladicí vodou a zjistíte, zda vzniká kondenzace a o kolik je třeba snížit vlhkost, aby přestala. Níže zvolte materiál a tloušťku izolace, zkontrolujte kondenzaci na povrchu izolovaného potrubí a zjistěte minimální tloušťku, která jí zabrání.
Co je rosný bod
Vzduch pojme jen omezené množství vodní páry; při ochlazení se přebytek vyloučí v kapkách. Teplota, při které to začne, je rosný bod. Při stejné teplotě má vlhčí vzduch vyšší rosný bod.
Pod 0 °C se pára místo vody mění v led (námrazu), proto se nazývá teplota námrazy a počítá se z tlaku syté páry nad ledem.
Kdy vzniká kondenzace
Voda se sráží na každém povrchu, který má teplotu rovnou rosnému bodu vzduchu, jenž se ho dotýká, nebo nižší. Obvyklými místy jsou v zimě okenní sklo a rohy vnějších stěn, v létě potrubí s chladicí vodou a vzduchovody. Povrch teplejší než rosný bod zůstává suchý.
Příklad: kondenzace na okně v zimě
Vzduch v místnosti o 20 °C a φ = 60 % má rosný bod asi 12,0 °C. Pokud chladné počasí udržuje vnitřní sklo na 10 °C, je to pod rosným bodem, takže vzniká kondenzace.
Chcete-li okno udržet suché, snižte vlhkost v místnosti asi na 52,5 % nebo méně, nebo udržujte sklo teplejší než 12,0 °C.
Jak omezit kondenzaci
- Větrejte: odvádějte vlhkost z vaření, sprchování a sušení prádla, abyste snížili vlhkost v místnosti.
- Hlídejte vlhkost: v zimě nepřevlhčujte a podle potřeby odvlhčujte.
- Udržujte povrchy teplé: dvojité nebo nízkoemisní zasklení, přidaná izolace a umožnění proudění vzduchu za závěsy. Potrubí s chladicí vodou izolujte tak, aby jeho vnější povrch zůstal nad rosným bodem.
Tabulka rosného bodu (teplota × relativní vlhkost)
Hodnoty v °C při tlaku na úrovni moře 101,325 kPa. Hodnoty pod 0 °C jsou teploty námrazy (nad ledem). Povrch s touto teplotou nebo nižší se orosí.
| Teplota | RH 30 % | RH 40 % | RH 50 % | RH 60 % | RH 70 % | RH 80 % | RH 90 % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 °C | −6.0 | −2.6 | 0.1 | 2.6 | 4.8 | 6.7 | 8.4 |
| 15 °C | −2.1 | 1.5 | 4.7 | 7.3 | 9.6 | 11.6 | 13.4 |
| 18 °C | 0.2 | 4.2 | 7.4 | 10.1 | 12.5 | 14.5 | 16.3 |
| 20 °C | 1.9 | 6.0 | 9.3 | 12.0 | 14.4 | 16.4 | 18.3 |
| 22 °C | 3.6 | 7.8 | 11.1 | 13.9 | 16.3 | 18.4 | 20.3 |
| 24 °C | 5.4 | 9.6 | 12.9 | 15.8 | 18.2 | 20.3 | 22.3 |
| 26 °C | 7.1 | 11.4 | 14.8 | 17.6 | 20.1 | 22.3 | 24.2 |
| 28 °C | 8.8 | 13.2 | 16.6 | 19.5 | 22.0 | 24.2 | 26.2 |
| 30 °C | 10.5 | 14.9 | 18.4 | 21.4 | 23.9 | 26.2 | 28.2 |
| 35 °C | 14.8 | 19.4 | 23.0 | 26.1 | 28.7 | 31.0 | 33.1 |
Časté dotazy
Jak se počítá rosný bod?
Určí se tlak syté páry při teplotě vzduchu, vynásobí se relativní vlhkostí a získá se skutečný tlak páry, potom se najde teplota, při které se tlak syté páry rovná této hodnotě. Tato stránka řeší rovnice Hylanda a Wexlera z ASHRAE Fundamentals 2017, kapitola 1, zpětně.
Jaký je rosný bod při 20 °C a φ = 60 % uvnitř?
Asi 12,0 °C. Okenní sklo nebo povrch stěny s teplotou asi 12 °C nebo nižší se orosí. Při φ = 50 % klesne na asi 9,3 °C a při 40 % na asi 6,0 °C.
Jak poznám, zda potrubí s chladicí vodou potřebuje izolaci?
Porovnejte teplotu vnějšího povrchu potrubí s rosným bodem okolního vzduchu. Vzduch o 26 °C a 50 % má rosný bod asi 14,8 °C, takže holé potrubí s vodou 7 °C se orosí. Zvolte tloušťku izolace, která udrží její vnější povrch nad rosným bodem.
Jak spolu souvisí rosný bod a kondenzace?
Když se vzduch dotkne povrchu chladnějšího, než je jeho rosný bod, vodní pára se tam sráží. Povrch s teplotou rovnou rosnému bodu nebo nižší se orosí; nad ním kondenzace nevzniká. Při stejné teplotě vyšší vlhkost zvyšuje rosný bod, takže kondenzace vzniká snáze (při 20 °C: asi 6,0 °C při φ = 40 %, asi 12,0 °C při 60 %).
Jak dimenzovat tloušťku izolace potrubí proti kondenzaci?
Z teploty a vlhkosti v místnosti určete rosný bod a potom nejtenčí izolaci, jejíž vnější povrch je nad ním o rezervu (obvykle 1 K). Povrch je teplejší, čím nižší je tepelná vodivost, čím větší tloušťka a čím vyšší emisivita pláště. V kalkulačce výše zvolte materiál a tloušťku a uvidíte teplotu povrchu, posouzení a minimální tloušťku (zaokrouhlenou na standardní rozměr); tabulka výše pokrývá přímo SGP 15A až 100A.
Proč je hliníkový plášť z hlediska kondenzace horší?
Vnější povrch získává teplo konvekcí ze vzduchu a sáláním z okolí. Hliník má emisivitu asi 0,05, takže sálavé teplo téměř nezískává, vnější součinitel klesá a povrch je chladnější. U potrubí 50A (DN 50) s vodou 7 °C, skelné vaty 25 mm a vzduchu 30 °C a φ = 80 % dává nekovový povrch teplotu asi 27,4 °C, nad rosným bodem 26,2 °C, ale nový hliníkový plášť ji sníží na asi 24,8 °C a vzniká kondenzace.
Jakou bezpečnostní rezervu použít při kontrole kondenzace?
Povrch s teplotou rovnou rosnému bodu nebo nižší kondenzuje. Aby se pokryla kvalita provedení, kolísání vlhkosti a tepelné mosty ve spojích a závěsech, projektanti obvykle drží povrch o 1 až 2 K nad rosným bodem (jde o praxi, nikoli pevnou normu). Kalkulačka má výchozí rezervu 1 K, kterou můžete změnit v poli Bezpečnostní rezerva; vše pod ní se zobrazí jako Riziko.
Rovnice a zdroje
Stejné rovnice jako ve výpočetním jádru kalkulačky. T = t + 273,15 K, p = tlak v Pa.
| Položka | Rovnice | Poznámky · podklady |
|---|---|---|
| Tlak syté páry (voda) | ln pws = C8/T + C9 + C10·T + C11·T² + C12·T³ + C13·ln T | ASHRAE rov. 6 (Hyland-Wexler), 0,01 až 200 °C |
| Tlak syté páry (led) | ln pws = C1/T + C2 + C3·T + C4·T² + C5·T³ + C6·T⁴ + C7·ln T | ASHRAE rov. 5 (Hyland-Wexler), −100 až 0,01 °C |
| Tlak páry a měrná vlhkost | pw = φ/100 · pws(t), x = 0,621945 · pw / (p − pw) | ASHRAE rov. 20 |
| Rosný bod (teplota námrazy) | pws(td) = pw | Inverze rov. 5 a 6 Newtonovou iterací; tvar pro led (teplota námrazy), když td ≤ 0,01 °C |
| Kondenzace a rezerva | kondenzace ⇔ ts ≤ td, rezerva = ts − td | Kondenzace vzniká, když vzduch u povrchu dosáhne nasycení (stejná definice jako v kontrole kondenzace v kalkulačce) |
| φ na povrchu a nejvyšší φ | φ_s = 100 · pw / pws(ts), φ_max = 100 · pws(ts) / pws(t) | φ_max: φ při stejné teplotě v místnosti, jejíž rosný bod se rovná teplotě povrchu (stejná definice jako v kontrole kondenzace v kalkulačce) |
Zdroje
- ASHRAE Handbook Fundamentals 2017 (SI), kapitola 1 Psychrometrics: rov. 5 a 6 tlak syté páry, rov. 20 měrná vlhkost
- Hyland, R. W. and Wexler, A. (1983), Formulations for the thermodynamic properties of the saturated phases of H2O from 173.15 K to 473.15 K, ASHRAE Transactions 89(2A)
Kondenzace na povrchu izolace a tloušťka izolace potrubí, která jí zabrání
Obalit potrubí s chladem nepomůže, pokud vnější povrch zůstane na rosném bodu okolního vzduchu nebo pod ním: voda se pak tvoří na izolaci (povrchová kondenzace). Teplota povrchu se ustálí tam, kde se vyrovnají dvě věci: jak dobře izolace brání průchodu tepla (tepelná vodivost k, tloušťka t) a kolik tepla vzduch na povrch dodává (kombinovaný součinitel konvekce a sálání h_se).
Při dimenzování izolace se tato bilance řeší pro teplotu povrchu Ts a porovná s rosným bodem Td. Je-li Ts nad Td, kondenzace nevzniká a Ts − Td je rezerva. Kalkulačka výše zvládá potrubí (válce) i rovné plochy (vzduchovody, zařízení), minimální tloušťku najde půlením intervalu a zaokrouhlí ji nahoru na standardní rozměr.
Záleží i na plášti. Plášť s nízkou emisivitou, například hliníkový, si téměř nevyměňuje sálavé teplo s okolím, takže povrch zůstává chladnější a při stejné tloušťce je z hlediska kondenzace horší. Elastomerní izolace se často používá bez pláště a má emisivitu povrchu asi 0,9.
Minimální tloušťka izolace proti kondenzaci na potrubí s chladicí vodou (SGP 15A až 100A)
Minimální tloušťka (mm, zaokrouhleno nahoru), která zabrání kondenzaci při vzduchu v místnosti 30 °C a φ = 80 %, chladicí vodě 7 °C, klidném vnitřním vzduchu a rezervě 1 K. Hodnoty pocházejí ze stejného jádra jako kalkulačka. V praxi zvolte nejbližší vyšší standardní rozměr (10, 13, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 65, 75, 100 mm).
| Rozměr | Vnější průměr mm | Skelná vata | Elastomerní | Tuhý PU | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ε 0.9 | ε 0.05 | ε 0.9 | ε 0.05 | ε 0.9 | ε 0.05 | ||
| 15A | 21.7 | 18 | 40 | 18 | 40 | 14 | 31 |
| 20A | 27.2 | 19 | 43 | 19 | 43 | 15 | 33 |
| 25A | 34 | 20 | 46 | 20 | 46 | 16 | 35 |
| 32A | 42.7 | 21 | 50 | 21 | 49 | 17 | 38 |
| 40A | 48.6 | 22 | 52 | 22 | 51 | 17 | 39 |
| 50A | 60.5 | 23 | 55 | 23 | 55 | 18 | 42 |
| 65A | 76.3 | 24 | 59 | 24 | 59 | 19 | 45 |
| 80A | 89.1 | 25 | 62 | 25 | 62 | 19 | 47 |
| 90A | 101.6 | 26 | 65 | 25 | 64 | 19 | 49 |
| 100A | 114.3 | 26 | 67 | 26 | 67 | 20 | 51 |
ε 0,9 je nekovový povrch (PVC, nátěr, plátno, pryž); ε 0,05 je nová hliníková fólie. Hliníkový plášť vyžaduje na stejné izolaci mnohem větší tloušťku. > 500 znamená, že nestačí ani 500 mm.
Rovnice
Ustálený přenos tepla ve tvaru podle ISO 12241, na metr potrubí nebo na m² rovné plochy.
| Položka | Rovnice | Poznámky · podklady |
|---|---|---|
| Tepelná bilance (teplota povrchu Ts) | (Ta − Ts) / R_se = (Ts − Tf) / R_ins | Ts se řeší půlením intervalu; u chladicí vody Tf < Ts < Ta |
| Tepelné odpory (válec / rovná plocha) | R_ins = ln(D2/D1) / (2πk), R_se = 1 / (h_se · π · D2), D2 = D1 + 2t. Rovná plocha: R_ins = t/k, R_se = 1/h_se | Stěna potrubí a vnitřní mezní vrstva se zanedbávají (na bezpečné straně) |
| Součinitel přestupu tepla na vnějším povrchu | h_se = h_cv + h_r | Konvekce plus sálání |
| Součinitel sálání | h_r = ε · σ · (Ts⁴ − Ta⁴) / (Ts − Ta) | σ = 5,670×10⁻⁸ W/m²K⁴, teploty v K. ε je emisivita povrchu pláště |
| Přirozená konvekce (klidný vnitřní vzduch) | Vodorovné potrubí: 1,25 (ΔT/D2)^0,25 (D2³ΔT ≤ 10), jinak 1,21 ΔT^(1/3). Svislá rovina (H = 1 m): 1,42 (ΔT/H)^0,25, jinak 1,31 ΔT^(1/3) | S větrem se kombinuje s vynucenou konvekcí (Churchill-Bernstein). Konstanty nebyly ověřeny podle textu normy; před použitím v návrhu je zkontrolujte |
| Tepelná vodivost a teplota | k = k10 + a · (Tm − 10), Tm = (Tf + Ts) / 2 | k10: hodnota při střední teplotě 10 °C, a: sklon (tabulka níže) |
| Posouzení | kondenzace ⇔ Ts ≤ Td, riziko ⇔ Ts − Td < rezerva, bezpečné ⇔ Ts − Td ≥ rezerva | Td z rovnic rosného bodu výše (ASHRAE 2017). Výchozí rezerva 1 K |
Typická tepelná vodivost izolací (návrhové orientační hodnoty)
Tepelná vodivost k10 při střední teplotě 10 °C a teplotní sklon a. Hodnoty se liší podle výrobce a jakosti; přepište je hodnotami z technického listu výrobku.
| Materiál | k10 W/m·K | a W/m·K² | Parozábrana při provozu s chladem | Podklad |
|---|---|---|---|---|
| Skelná vata (desky, pouzdra na potrubí) | 0.034 | 0.00015 | Nutná samostatná parozábrana | KS L 9102 (korejská norma), skelná vata 24K, 0,043 nebo méně při střední teplotě 70 °C |
| Kamenná vata (desky, pouzdra na potrubí) | 0.034 | 0.00018 | Nutná samostatná parozábrana | Kamenná vata asi 0,045 při střední teplotě 70 °C (liší se) |
| Elastomerní pěna (NBR, EPDM) | 0.034 | 0.0001 | Uzavřené buňky (slepit spoje) | EN 14304: 0,033 nebo méně při 0 °C, asi 0,036 při 40 °C |
| Polyetylenová pěna | 0.036 | 0.00012 | Uzavřené buňky (slepit spoje) | Údaje výrobce 0,035 až 0,040 |
| Tuhý polyuretan (PU, PIR) | 0.025 | 0.0001 | Uzavřené buňky (slepit spoje) | Zestárlá návrhová hodnota pro tuhý PU a PIR |
| Fenolická pěna | 0.024 | 0.00008 | Uzavřené buňky (slepit spoje) | KS M 3808 (korejská norma) 0,022 nebo méně; zestárlá návrhová hodnota |
| Extrudovaný polystyren (XPS) | 0.034 | 0.0001 | Uzavřené buňky (slepit spoje) | EN 13164 deklarováno 0,030 až 0,036 |
Emisivita povrchu pláště (povrchové úpravy)
| Plášť | Emisivita ε |
|---|---|
| Hliníková fólie nebo plech (nový) | 0.05 |
| Hliník (zoxidovaný) | 0.13 |
| Pozinkovaný plech | 0.26 |
| Nerezová ocel | 0.15 |
| PVC, nátěr, plátno, povrch z elastomeru | 0.9 |
Naposledy aktualizováno: 2026-10-12.