Envoltória · Umidade
Cálculo da condensação intersticial pelo método de Glaser
Uma parede molha por dentro quando o vapor que chega a um ponto é mais do que o ar, naquela temperatura, consegue reter. Duas linhas atravessam o elemento: o quanto ele esfria, que fixa a pressão de vapor máxima que o ar suporta, e quanto vapor de fato chega lá, que depende de quão facilmente cada camada o deixa passar. Onde a segunda linha sobe acima da primeira, forma-se água: em geral na face fria do isolante, e em geral onde ninguém vai ver por dez anos.
Tabelas de pressão de saturação e de ponto de orvalho
Os dois números de que um cálculo de Glaser à mão precisa em cada interface: a pressão de vapor de saturação a uma temperatura e o ponto de orvalho do ar. Calculados com as mesmas fórmulas de Magnus que a calculadora usa, escritas no método abaixo: sobre a água a partir de 0 °C, sobre o gelo abaixo disso.
Pressão de vapor de saturação
| θ, °C | psat, Pa | θ, °C | psat, Pa | θ, °C | psat, Pa |
|---|---|---|---|---|---|
| −10 | 259 | 4 | 813 | 18 | 2063 |
| −8 | 309 | 6 | 935 | 20 | 2337 |
| −6 | 368 | 8 | 1072 | 22 | 2642 |
| −4 | 437 | 10 | 1227 | 24 | 2982 |
| −2 | 517 | 12 | 1402 | 26 | 3359 |
| 0 | 611 | 14 | 1598 | 28 | 3778 |
| 2 | 705 | 16 | 1817 | 30 | 4241 |
Ponto de orvalho do ar, °C
| Ar | 30 % UR | 40 % UR | 50 % UR | 60 % UR | 70 % UR | 80 % UR | 90 % UR |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 °C | −6,8 | −3,0 | 0,1 | 2,6 | 4,8 | 6,7 | 8,4 |
| 12 °C | −5,0 | −1,2 | 1,9 | 4,5 | 6,7 | 8,7 | 10,4 |
| 14 °C | −3,3 | 0,6 | 3,8 | 6,4 | 8,6 | 10,6 | 12,4 |
| 16 °C | −1,5 | 2,4 | 5,6 | 8,2 | 10,5 | 12,6 | 14,4 |
| 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 |
Como ler para uma parede: o ar de um ambiente a 20 °C e 50 % tem ponto de orvalho de 9,3 °C. Uma interface mais fria que isso é onde a parede molha, se o vapor chegar até ela com quase toda a pressão do ambiente. Se chega ou não depende da resistência ao vapor das camadas que estão antes, e é isso que a calculadora acima calcula camada por camada.
Como funciona o método de Glaser
Três passagens pelo elemento, e cada uma é simples por si só.
O que a conta ensina, e não é óbvio: a temperatura se distribui por uma propriedade e o vapor por outra completamente diferente. O isolante tem uma resistência térmica enorme e quase nenhuma resistência ao vapor: a lã mineral tem µ = 1, como o ar. Então a temperatura despenca dentro do isolante enquanto o vapor o atravessa direto, chega ao lado frio ainda com a maior parte da sua pressão e encontra um limite de saturação que caiu muito. É por isso que o ponto clássico de falha é a face externa do isolante, e é por isso que a solução é uma barreira de vapor do lado quente, não do frio.
Valores típicos
| Material | λ W/(m·K) | µ |
|---|---|---|
| Lã mineral | 0,037 | 1 |
| Painel de fibra de madeira | 0,040 | 4 |
| EPS | 0,038 | 40 |
| Placa de PIR | 0,022 | 60 |
| XPS | 0,034 | 150 |
| Gesso acartonado | 0,21 | 8 |
| Bloco de concreto celular | 0,18 | 8 |
| Tijolo cerâmico maciço | 0,77 | 12 |
| Reboco de cimento | 0,90 | 25 |
| Madeira macia (pinus) | 0,13 | 40 |
| Concreto convencional | 1,75 | 100 |
| Barreira de vapor | — | sd 2 – 100 m |
| Membrana hidrófuga respirável | — | sd 0,02 – 0,3 m |
As membranas são declaradas diretamente pelo sd, e não pelo µ, então esta página usa esse número como ele vem na ficha técnica.
Exemplo para conferir à mão
A parede com que esta página abre, com 20 °C / 60 % dentro e 0 °C / 90 % fora.
Depois coloque uma barreira de vapor com sd = 20 m no lado quente do isolante e calcule de novo: a pressão de vapor nesse mesmo ponto cai para cerca de 611 Pa, abaixo dos 661 que não pode ultrapassar, e a parede fica seca. Uma lona plástica, no lugar certo.
O que esta página não faz
- Um conjunto de condições, não doze. A EN ISO 13788 completa calcula cada mês do ano e verifica se o que condensa no inverno seca de novo no verão. Um elemento pode condensar no mês mais frio e continuar perfeitamente são. Esta página é a triagem, não o veredito.
- Regime permanente, e vapor só por difusão. Glaser ignora as infiltrações de ar, que na prática levam muito mais umidade para dentro de uma parede do que a difusão, e ignora a chuva, a umidade da obra e a capilaridade.
- Sem armazenamento de umidade. Os materiais reais absorvem e liberam água; Glaser finge que não. Composições higroscópicas (madeira, fibra de madeira, cal) se comportam muito melhor na realidade do que este método sugere.
- Sem pontes térmicas. A condensação aparece primeiro nos encontros e em volta das fixações, o que é um problema de superfície e outro cálculo.
- Só composições simples. Sem câmaras ventiladas, sem montantes, sem perfurações.
Perguntas frequentes
- Qual é a pressão de vapor de saturação a 20 °C?
- 2337 Pa, pela fórmula de Magnus sobre a água que o método de Glaser usa: p_sat = 610,5 · exp(17,269·θ / (237,3 + θ)). A 0 °C ela é de 610,5 Pa, e a −10 °C, sobre o gelo, de 259 Pa.
- Qual é o ponto de orvalho a 20 °C e 50 % de umidade relativa?
- 9,3 °C. Qualquer superfície ou interface entre camadas mais fria do que isso, aonde o vapor chega com a pressão do ambiente, junta água. A 20 °C e 60 %, o ponto de orvalho é de 12,0 °C; a 40 %, de 6,0 °C.
- Como calcular a condensação intersticial?
- Pelo método de Glaser da EN ISO 13788, em três passagens pelo elemento: distribuir a temperatura pela resistência térmica, achar a pressão de saturação em cada interface e distribuir a pressão de vapor real pela resistência à difusão, s_d = µ · d. Onde a pressão de vapor real passa da pressão de saturação, forma-se água. A parede com que esta página abre, com 20 °C / 60 % dentro e 0 °C / 90 % fora, condensa em 2 interfaces, a pior entre o tijolo maciço e a lã mineral, onde a pressão de vapor fica 416 Pa acima do que o ar consegue reter a 1,1 °C.