Точка росы и ее расчет

Точка росы

Точка росы — показатель, играющий важную роль во многих сферах. В строительстве его учитывают при расчете толщины утеплителя. Потребуются специальные измерительные инструменты и знание формул.

Что такое точка росы

Точка росы
Точка росы — температура, при которой начинается образование конденсата.

Термин обозначает температуру, при которой наступает предельное насыщение воздуха водяным паром. При охлаждении его ниже критической точки образуются капли на предметах или туман.

Явление основано на том факте, что максимальная вместимость пара в куб. м воздуха меняется с его температурой.

Примеры (данные приведены в граммах):

  1. -5°С — 3,25.
  2. 0°С — 4,85.
  3. +10°С — 9,41.
  4. +22°С — 19,44.
  5. +28°С — 27,26.

Показатель относительной влажности означает, какую долю текущее удельное количество пара составляет от максимально возможного. Например, если этот параметр равен 34,5% при +28°С, содержание пара в воздухе будет равно 27,26*0,345=9,4047 г/куб. м. Исходя из приведенного перечня, при охлаждении до +10°С относительная влажность достигнет примерно 100%, т.е. данная температура при таких условиях является точкой росы. Если воздух охладится еще сильнее, количество пара станет избыточным, и часть его выпадет в конденсат.

Сферы применения понятия

Переход влаги в жидкое агрегатное состояние существенно меняет условия жизни и трудовой деятельности людей, отражается на работе конструкций и механизмов. Поэтому во многих сферах точке выпадения пара в осадок уделяют особое внимание.

Строительство

Ограждающие конструкции большинства зданий обладают паропроницаемостью. Исключением являются только металлические ангары и гаражи. Относительная влажность в помещении выше, чем снаружи, и пар под действием парциального давления проникает в стены.

Строительство
Здания обладают паропроницаемостью, которая зависит от типа строительного материала. 

В случае наличия в их толще участков с температурой насыщения или ниже он конденсируется, что приводит к таким последствиям:

  1. Снижению термического сопротивления конструкции.
  2. Сокращению срока службы строительного материала. При похолодании вода превращается в лед и расширяется, вызывая внутренние разрушения.
  3. Развитию колоний плесени и грибка (при увлажнении поверхности).

Строительные материалы имеют разную паропроницаемость. Наименьший показатель у тяжелого железобетона (панельные дома) — 0,03 мг/м*ч*Па, наибольший — у газобетонных блоков — 0,23 (при плотности 400 кг/куб. м).

Сельское хозяйство

При снижении температуры воздуха влага конденсируется на побегах и листьях растений. При частых повторениях это провоцирует заболевания. Таким образом, знание точки конденсации водяного пара позволяет планировать профилактические и лечебные мероприятия.

Сельское хозяйство
Влага конденсируется на листьях растений.

В засушливых регионах, наоборот, конденсация атмосферной влаги может частично заменить систему орошения. Селекционеры работают над выведением сортов, способных усваивать воду таким образом. Тогда знание критической точки поможет определить необходимую производительность поливальных установок, если прогноз погоды в ближайшее время не предвещает дождей.

Меры защиты некоторых растений, например винограда, тоже планируют с учетом данного параметра. Если он высокий, значит, воздух содержит много влаги, и повреждения от заморозков, в т.ч. радиационных, будут умеренными.

При низком расположении зоны конденсации пара укутывают побеги либо поливают участок.

Комфортные значения для человека

Большинство людей чувствует себя хорошо при следующих условиях:

  • температуре воздуха +22°С;
  • относительной влажности 50%.

Для таких параметров пар начинает конденсироваться при +10,5°С.

Расчет точки росы

Существует несколько способов определения параметра.

По математической формуле

Применяют следующее выражение:

Tp=b((aT/b+T)+InRH)/a-((aT/b+T)+InRH), где

Тр — точка росы, °С;

Расчет точки росы
Расчет точки росы происходит по математическим формулам.

A и b — безразмерные коэффициенты, равные 17,27 и 237,7 соответственно;

RH — относительная влажность воздуха в долях единицы;

Т — температура воздуха, °С;

Ln — натуральный логарифм.

Приведенная формула справедлива для значений Т=0…+60°С и атмосферного давления 762 мм. рт. ст.

Программы-калькуляторы

Специализированные приложения производят вычисления автоматически. Пользователю необходимо ввести исходные данные и нажать кнопку «Старт». Кроме числового результата, программы отображают графики зависимости влажности от степени нагретости воздуха. Такая форма представления информации является более наглядной.

С помощью онлайн-калькулятора

Вычислительные сервисы имеются на многих сайтах. Они избавляют пользователя от необходимости покупать и скачивать программу.

Онлайн-калькулятор
Онлайн-калькулятор есть на многих сайтах.

В специальные поля вводят данные:

  • температуру воздуха;
  • относительную влажность;
  • атмосферное давление.

После нажатия кнопки «Вычислить» на экране отображается искомая величина.

Недостаток данного способа состоит в том, что изготовитель калькулятора в большинстве случаев неизвестен, поэтому результат может быть недостоверным.

В отличие от онлайн-сервисов, популярные программы от хорошо зарекомендовавших себя разработчиков имеют 100%-ную надежность.

Специальные инструменты

Существуют тепловизоры с функцией расчета точки росы. Объекты с такой и более низкой температурой помечаются на экране особым образом.

Гигрометр
Гигрометр — измерительный прибор, предназначенный для определения влажности воздуха.

Влажность измеряют с помощью приборов:

  1. Гигрометра. Электронное устройство удобно в пользовании, но вычисления производит с большой погрешностью.
  2. Психрометра. Он состоит из 2 спиртовых термометров. Колбу одного обматывают влажной салфеткой. За счет испарения воды показания на нем будут ниже, чем на «сухом». Чем ниже влажность в помещении, тем активнее улетучивается жидкость. Значит, и разница в показаниях будет больше. Результат отыскивают в справочнике вручную. Определенная с помощью психрометра искомая точка является наиболее точной.

Таблицы

В интернете и специальной литературе публикуются таблицы со значениями точки образования росы для воздуха с разными параметрами.

Пример:

Температура
воздуха, °С
Температура насыщения в °С при влажности воздуха (в %)
30%35%40%45%50%55%60%65%70%75%80%85%90%95%
-10-23,2-21,8-20,4-19-17,8-16,7-15,8-14,9-14,1-13,3-12,6-11,9-10,6-10
-5-18,9-17,2-15,8-14,5-13,3-11,9-10,9-10,2-9,3-8,8-8,1-7,7-6,5-5,8
0-14,5-12,8-11,3-9,9-8,7-7,5-6,2-5,3-4,4-3,5-2,8-2-1,3-0,7
+2-12,8-11-9,5-8,1-6,8-5,8-4,7-3,6-2,6-1,7-1-0,2-0,61,3
+4-11,3-9,5-7,9-6,5-4,9-4-3-1,9-100,81,62,43,2
+5-10,5-8,7-7,3-5,7-4,3-3,3-2,2-1,1-0,10,71,62,53,34,1
+6-9,5-7,7-6-4,5-3,3-2,3-1,1-0,10,81,82,73,64,55,3
+7-9-7,2-5,5-4-2,8-1,5-0,50,71,62,53,44,35,26,1
+8-8,2-6,3-4,7-3,3-2,1-0,90,31,32,33,44,55,46,27,1
+9-7,5-5,5-3,9-2,5-1,201,22,43,44,55,56,47,38,2
+10-6,7-5,2-3,2-1,7-0,30,82,23,24,45,56,47,38,29,1
+11-6-4-2,4-0,90,51,834,25,36,37,48,39,210,1
+12-4,9-3,3-1,6-0,11,62,84,15,26,37,58,69,510,411,7
+13-4,3-2,5-0,70,72,23,65,26,47,58,49,510,511,512,3
+14-3,7-1,701,534,55,878,29,310,311,212,113,1
+15-2,9-10,82,445,56,789,210,211,212,213,114,1
+16-2,1-0,11,53,256,37,6910,211,312,213,214,215,1
+17-1,30,62,54,35,97,28,81011,212,213,514,315,216,6
+18-0,51,53,25,36,88,29,61112,213,214,215,316,217,1
+190,32,24,267,79,210,511,71314,215,216,317,218,1
+2013,15,278,710,211,512,81415,216,217,218,119,1
+211,8467,99,511,112,413,51516,217,218,119,120
+222,556,98,810,511,913,514,8161718192021
+233,55,77,89,811,512,914,315,716,918,119,1202122
+244,36,78,810,812,313,815,316,517,81920,121,12223
+255,27,59,711,513,114,716,217,518,82021,122,12324
+2668,510,612,414,215,817,218,519,82122,223,124,125,1
+276,99,511,413,315,216,518,119,520,721,923,124,12526,1
+287,710,212,214,21617,51920,521,722,82425,126,127
+298,711,113,115,116,818,519,921,322,522,825262728
+309,511,813,91617,719,721,322,523,82526,127,128,129
+3211,213,81617,919,721,422,824,325,626,72829,230,231,1
+3412,515,217,219,221,422,824,225,72728,329,431,131,933
+3614,617,119,421,523,22526,32829,330,731,832,83435,1
+3816,318,821,323,425,126,728,329,931,232,333,534,635,736,9
+4017,920,622,62526,928,730,331,73334,335,636,83839

Место расположения

Помимо значения точки образования росы, строительному инженеру необходимо рассчитать ее положение внутри ограждающей конструкции. От этого зависит, где и в каком количестве будет появляться жидкость.

Принимаются во внимание следующие факторы:

  1. Внутренняя и наружная температуры.
  2. Влажность в доме и снаружи.
  3. Теплопроводность материалов ограждающей конструкции.
  4. Паропроницаемость стен.
  5. Их толщина.
Место расположения
Инженеру необходимо рассчитать положение точки образования росы.

При проектировании точку образования конденсата стремятся вынести подальше от внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Наилучшим является вариант, в котором она находится за пределами капитальных элементов сооружения.

Вариации поведения точки росы

Положение плоскости с температурой насыщения зависит от наличия и способа применения утеплителя. Необходимо рассмотреть несколько случаев.

В неутепленных стенах

В этом варианте критическая точка всегда находится внутри конструкции.

Положение зависит от ее толщины и перепада между наружной и внутренней температурами:

  1. Ближе к наружной поверхности. В этом случае стена со стороны помещения всегда сухая. Но наружный слой может постепенно разрушаться по причине замерзания воды. Это зависит от того, какое ее количество достигает участка с температурой превращения пара в росу.
  2. Ближе к внутренней поверхности. При экстремальных похолоданиях стена внутри становится мокрой.
  3. На поверхности со стороны помещения. Внутренняя поверхность конструкции не высыхает всю зиму. На мокрой стене развиваются колонии плесени, отравляющие воздух своими спорами.
В неутепленных стенах
В неутепленных стенах точка росы находится внутри конструкции.

Сказанное не относится к каркасному дому, стены которого состоят из утеплителя и паронепроницаемой обшивки.

В утепленных снаружи стенах

В этом варианте критическая точка смещается в сторону улицы.

Она может располагаться:

  1. В утеплителе. Это наилучший вариант. Влага в стене не конденсируется, поэтому конструкция служит весь положенный срок. Условием выноса точки конденсации пара за пределы основного материала является большая толщина теплоизолятора.
  2. В стене. Данное положение наблюдается при недостаточной толщине утеплителя. Зона образования влаги может занимать любое положение (вплоть до внутренней поверхности).

Утеплитель должен превосходить основной материал стены по коэффициенту паропроницаемости. В противном случае влага будет накапливаться на границе между ними. Таким образом, нельзя утеплять пенопластом, коэффициент паропроницаемости которого составляет 0,05 мг/м*ч*Па, стены из кирпича (0,17) и газобетона (0,11-0,23).

В утепленных снаружи стенах
В утепленных снаружи стенах критическая точка смещается в сторону улицы.

В утепленных изнутри стенах

Критическая точка смещается в сторону помещения. Возможные варианты:

  1. В стене ближе к внутренней поверхности. Большую часть времени конструкция остается сухой, но в экстремальные холода намокает.
  2. На внутренней поверхности основного материала. Влага не высыхает всю зиму.
  3. В утеплителе. Конструкция всю зиму остается мокрой. В экстремальные холода намокает и теплоизолятор.

К внутреннему утеплению прибегают только в крайнем случае. Например, если наружной стороной стена выходит в шахту лифта. В других ситуациях теплоизолятор размещают извне, иначе срок службы конструкции сильно сокращается.

В утепленных изнутри стенах
В утепленных изнутри стенах точка смещается в сторону помещения.

В пластиковых окнах

Металлопластиковые окна представляют собой паронепроницаемые изделия.

Поэтому имеются только 2 варианта температуры поверхности со стороны помещения:

  1. Выше критической величины.
  2. Ниже этого параметра.

Во втором случае окна «потеют».

Как сместить точку росы в стене

Проблема решается 3 способами:

  1. Подсушиванием воздуха в доме.
  2. Подогревом помещения.
  3. Утеплением строения.
Сместить точку росы в стене
Сместить точку росы в стене можно подогревом помещения.

С целью подсушивания воздуха делают следующее:

  1. Устанавливают нагнетатели в каналах вентиляции для увеличения ее производительности.
  2. Применяют осушитель воздуха.

При относительной влажности ниже 40% люди чувствуют себя некомфортно. Пересыхают кожа и слизистые в дыхательных путях, становится трудно дышать. Деревянные предметы в таких условиях растрескиваются.

Повышение температуры в помещении требует увеличения затрат на отопление, поэтому данный метод является экономически невыгодным.

Целесообразнее утеплить строение.

Какие условия необходимо учитывать

Способ смещения зоны выпадения пара в осадок выбирают в зависимости от микроклимата в жилище.

О необходимости подсушить воздух свидетельствуют следующие признаки:

  1. Ощущение сырости в доме.
  2. Влажная одежда.
  3. Появление пятен плесени на стенах и потолке.
  4. Частые респираторные заболевания у жильцов.
Появление пятен плесени
Появление пятен плесени свидетельствует о необходимости подсушить воздух.

При отсутствии таких явлений следует заняться утеплением строения.

Возможные последствия

Наличие условий для конденсации влаги в толще стены может никак не сказаться на ее долговечности. Все зависит от количества проникающей влаги. Например, в наружные слои толстой бетонной стены пар поступает в мизерных объемах и потому не способен вызвать ощутимых разрушений.

В газобетонной конструкции, наоборот, его количество превышает допустимый минимум, поэтому выносу зоны конденсации пара за пределы кладки следует уделить особое внимание.

Таким образом, в каждом случае требуется выполнить индивидуальный расчет.

Некоторые факты

Вопрос положения критической точки в стене снимается, если оклеить ее изнутри пароизоляционным материалом. Такими свойствами обладают некоторые виды отделки, например виниловые обои. Пар в конструкцию не поступает, и та будет сухой независимо от распределения температур. Исключением является случай, когда стена промерзает насквозь, а критическая точка оказывается на внутренней поверхности.

Обшивку ограждающих элементов пароизоляцией практикуют в странах Западной Европы. Но у этого решения есть недостаток: для отвода избыточной влаги приходится увеличивать кратность воздухообмена, т.е. производительность вентиляции. Это влечет за собой рост теплопотерь и, как следствие, расходов на отопление. Дом с «дышащими», т.е. паропроницаемыми, стенами обходится дешевле.

Полезные рекомендации

Чтобы относительная влажность в жилище не превышала нормальных значений (40%-60%), следует обеспечить работу вентиляции. Для этого необходим приток воздуха извне. В домах и квартирах с естественной вентиляцией он, согласно проекту, должен поступать через щели в окнах.

Но в результате их замены на герметичные металлопластиковые изделия притока воздуха нет. Вентиляция не работает, даже если вытяжные каналы оборудовать вентиляторами. Проблему решают установкой оконных или стенных клапанов.

Также следует обеспечить наличие зазора под межкомнатными дверями.

Семёнов Дмитрий

Сейчас действующий прораб на одной крупной строительной фирме, занимающейся застройкой коттеджных посёлков и строительством частных домов. Раннее сам на протяжении 14 лет в качестве исполнителя занимался строительством домов и ремонтом жилых помещений.

Оцените автора
Помощник строителя
Добавить комментарий

Adblock
detector