При каких условиях возникает точка росы?

Точка росы. Абсолютная и относительная влажность. Почему это важно знать

Если предмет занести в тёплую комнату с мороза, через некоторое время на нём образуются капли воды. Это результат конденсации – охлаждения паров воздуха в изначально тёплой среде. Такую же природу имеет запотевание окон, когда в квартире тепло, а с другой стороны стекла — даже слабо ощутимый мороз. Это имеет физическое обоснование, а также непосредственно связано с понятием точки росы.

Определение

В атмосфере планеты, постоянно в определённых количествах содержится водяной пар. Он определяет понятие влажности воздуха. Слишком сухой, как и слишком влажный воздух оказывает негативное влияние не только на людей, животных, растения, но и, например, на строительные материалы. Поэтому природа этого процесса учёными внимательно изучается, как и возникающие в связи с этим физические явления.

Точкой росы называется определённая температура охлаждения воздушного пространства, при котором водяные паровые образования, которые неизбежно присутствуют в воздухе, меняют своё состояние, образуя конденсат в виде влажных капель. На это влияют два обязательных показателя:

• температурный режим;
• влажность воздушной массы, только не абсолютная, а относительная.

С повышением влажности растёт показатель точки росы, приближаясь к температурному показателю. Если относительная влажность оказывается стопроцентной, эти значения абсолютно уравниваются. Но это возможно только теоретически или в лабораторных условиях. Уже когда значение точки росы в окружающем пространстве приближается к 20 градусам, люди чувствуют дискомфорт: становится душно, дыхание затрудняется. При 25 градусах обостряются заболевания органов дыхания и сердечно-сосудистые патологии. Такой показатель точки росы встречается очень редко, в основном, в тропических широтах.

Расчёт показателя росы

Правильный расчёт точки росы на конкретной местности важен не только для определения состояния здоровья человека. Он необходим при проведении строительно-монтажных работ, так как от условий образования конденсата зависит прочность материалов, конструкций, их способность противостоять коррозийным разрушительным процессам.

Большое значение расчёт точки росы имеет при выборе отделочных материалов помещений. Материал может успешно противостоять внешней влаге в виде осадков или просто воздействия воды, но образование конденсата внутри него способно оказать быстрое разрушительное действие.

Правильное определение точки росы важно в авиации. Образующийся на определённой высоте полёта конденсат может привести к обледенению корпуса самолёта с множественными негативными последствиями. Особенно обледенение способно препятствовать успешному полёту во время взлёта и посадки, поэтому обработка корпуса средствами против обледенения – важная часть подготовки к полёту

В лесном хозяйстве точку росы вычисляют при проведении противопожарных мероприятий. На сельскохозяйственных работах определение сезонной точки росы особенно необходимо во время посевной. Селекционными методами выводятся сорта культур, способные образовывать конденсат даже при длительном отсутствии осадков.

Вычисление точки росы

По формуле

Наиболее простым считается расчёт по определённой формуле.

Показатели на формуле имеют следующие значения:

• а – неизменное значение — 17,27;
• в – такое же постоянство — 237,7;
• Т – градус температуры;
• Rh – относительная влажность воздуха на расчётный момент.

Расчет точки росы по этой формуле считается достаточно точным. Результат получается с погрешностью около 0,5.

Иногда формулу применить не получается: не хватает времени для расчётов или нет необходимых математических знаний и навыков. В Интернете можно воспользоваться специальными онлайн-калькуляторами, они находятся в открытом доступе. Пользоваться ими просто, но для правильного расчёта нужно знать определённые исходные данные.

Существуют компьютерные программы определения точки росы с дополнительными расчётными возможностями. В них учитываются, помимо основных, ещё другие показатели:

• географическое расположение объекта предполагаемого строительства;
• назначение помещения: где-нибудь в душевой влажность воздуха всегда будет намного выше, чем в комнате, где проживают люди, от этого зависит выбор, например, утеплителя;
• особенности конструкции – отдельный расчёт ведётся по стенам, потолочным перекрытиям, чердакам и т п;
• качественный состав конструкции.

С учётом показателей будет составлен график изменения точки росы на протяжении определённого времени.

По таблице

Ещё легче определять точку росы по специальной таблице (см прикреплённый файл).

Достаточно найти на ней точку пересечения двух основных показателей, и точка росы будет определена. Однако специалисты ей пользуются редко: эти расчёты весьма приблизительны, они не учитывают косвенные показатели, а они могут сильно влиять на окончательный результат.

С помощью приборов и инструментов

Метеорологи определяют некоторые природные показатели регулярно. Например, температуру воздуха измеряют высокоточным термометром, а влажность воздуха – гигрометром. Для того, чтобы на основе этих показателей верно определить нужную точку, обычно пользуются приспособлением, которое способно выполнять сразу обе эти функции – термогигрометром. Пользуются им пошагово так:

• прибор включается с определением заряда батареи;
• подносится под углом 90 градусов к месту исследования;
• получаемые данные фиксируются и сохраняются.

Теперь остаётся соединить термогигрометр с любым компьютерным устройством и анализировать данные. Подключение не сложнее манипуляций с сотовым телефоном.

Абсолютная и относительная влажность

Абсолютная точка росы — количество паров воды в условной единице объёма воздуха. Она имеет большое значение при прогнозировании погоды.

Однако для живого организма важно не только наличие паров воды в окружающей атмосфере, но и их плотность на конкретной территории именно при определённой температуре. Вычисление с этими двумя показателями получило название относительной влажности воздуха (точки росы). Она получается в результате деления абсолютной влажности на плотность водяного пара.

Влажность воздуха в утеплителе

В российских зимних условиях внешние стены помещений нельзя строить без утеплителей. Причём, не только по причине сохранения тепла. Если внутри помещения температура воздуха будет высокая, а снаружи на улице – низкая, то в месте соприкосновения этих воздушных масс неизбежно будет образовываться точка росы с образованием влажности. Когда такая встреча происходит внутри стены, конденсат начинает эту стену разрушать и деформировать. А если точка росы окажется близко к внутреннему помещению, влажные капли могут появиться на стене уже в комнате.

Идеальным вариантом считается наличие утеплителя на внешней стороне стены. Причём, состав утеплителя и его толщина должна быть подобрана так, чтобы точка росы не доходила непосредственно до стены.

Правда, она не может быть постоянной, это тоже нужно учитывать.

Её положение зависит от нескольких показателей:

• особенностей и качества утеплителя стены;
• температурных показателей в атмосфере и непосредственно в доме;
• соотношения влаги внутри помещения и на улице.

Эти данные неизбежно меняются от погодных показателей, качества отопления помещения и даже от частоты нахождения в доме людей.

Влажность в дымоходе

Часто образуется конденсат и в дымоходе. Водяные пары при этом соединяются ещё и с другими продуктами горения различных видов топлива. Получается весьма опасный водяной раствор щелочей и кислот, который на дымоходы действует разрушительно.

Пример образования влажности в дымоходе

Поэтому одна из задач при сооружении или ремонте дымохода – препятствие образованию точки росы.

Сначала нужно определиться с причиной ее возникновения. Вариантов несколько:

• большое значение имеет влажность топлива, — абсолютно сухого его нет, водяные пары образуются даже в природном газе;
• если температура паров в дымоходе меньше 100 градусов, конденсат образует сам воздух;
• частая причина – слабая тяга, при которой пар успевает беспрепятственно перейти в водное состояние;

Причиной образования точки росы в дымоходе может стать ещё и резкое похолодание на улице, но это явление не носит постоянный характер и поэтому большой опасности не представляют.

Решать проблему можно несколькими способами:

• использовать подсушенное топливо, правда, с газом этот вариант не пройдёт;
• максимально утеплить дымоход;
• постоянно его чистить, устраняя нагар;
• установить дефлектор – приспособление, значительно увеличивающее тягу.

Кроме этого, можно установить специальный стакан, собирающий конденсат уже при входе в дымоход. Ещё рекомендуется при сооружении дымоходов использовать материалы, устойчивые к химическим воздействиям. Неплохо подходят для этого асбестоцемент и нержавейка.

Знание механизма и места образования точки росы помогает во многом. Некоторым всё это может показаться сложным, и зря. С этим явлением мы сталкиваемся уже в детстве, бегая босиком по влажной утренней траве. Правда, тогда о механизме образования чистейшей росы вряд ли кто-то из нас задумывался.

Что такое точка росы? Как рассчитать точку росы?

Каждый из нас неоднократно становился свидетелем образованием капелек воды на окружающих предметах и конструкциях. Объясняется это тем, что над предметом, принесённым с мороза, охлаждается окружающий воздух. Происходит насыщение водяными парами, и на предмете конденсируется роса.

Такую же природу имеет запотевание окон в квартире. Причиной того, что «окна плачут», являются процессы конденсации, на которые влияют влажность и температура окружающего воздуха.

Образование конденсата тесно связано с понятием точки росы. Для лучшего понимания описанных явлений просто необходимо детальнее рассмотреть этот фактор.

Точка росы. Что это?

Точка росы – это температура охлаждения окружающего воздуха, при которой водяной пар, который в нём содержится, начинает конденсироваться, образовывая росу, то есть это температура выпадения конденсата.

Данный показатель зависит от двух факторов: температуры воздуха и его относительной влажности. Точка росы газа тем выше, чем выше его относительная влажность, то есть она приближается к фактической температуре окружающего воздуха. И наоборот, чем ниже влажность, тем ниже точка росы.

Как рассчитать точку росы?

Расчёт точки росы имеет значение во многих жизненных аспектах, в том числе и в строительстве. От правильности определения этого показателя зависит качество жизни в новостроях и уже давно сданных помещениях. Так как определить точку росы?

Для определения данного показателя пользуются формулой приблизительного расчёта температуры точки росы Тр (°С), которая определяется зависимостью относительной влажности Rh (%) и температуры воздуха Т (°С):

При помощи каких приборов она рассчитывается?

Так как же на практике рассчитывается точка росы? Определение данного показателя производят с помощью психрометра – прибора, состоящего из двух спиртовых термометров, который измеряет влажность и температуру воздуха. В наши дни используется в основном в лабораториях.

Для обследования зданий используются портативные термогигрометры – электронные приборы, на цифровом табло которых отображаются данные об относительной влажности и температуре воздуха. На некоторых моделях отображается даже точка росы.

Также функцию расчёта точки росы имеют некоторые тепловизоры. При этом на экране отображается термограмма, на которой в режиме реального времени видны поверхности с температурой ниже точки росы.

Таблица вычисления точки росы

С помощью бытовых психрометров легко измерить влажность и температуру окружающего воздуха. Используя показания дисплея данного прибора, температуру выпадения конденсата можно найти при помощи таблицы. По расчётным показателям температуры и влажности определяется точка росы. Таблица её расчёта имеет следующий вид:

Как определяется температура выпадения росы в строительстве?

Измерение точки росы – очень важный этап строительства зданий, который необходимо провести ещё на этапе разработки проекта. От его правильности зависит возможность конденсации воздуха внутри помещения, а следовательно, комфортность дальнейшего проживания в нём, а также его долговечность.

Любая стена обладает определённой влажностью. Именно поэтому, в зависимости от материала стены и качества теплоизоляции, на ней может образовываться конденсат. Температура точки росы зависит от:

• влажности воздуха в помещении;
• его температуры.

Так, пользуясь приведённой ранее таблицей, можно определить, что в комнате с температурой +25 градусов и относительной влажностью 65% конденсат будет образовываться на поверхностях с температурой 17,5 градусов и ниже. Следует запомнить закономерность: чем ниже влажность в комнате, тем больше разница между точкой росы и температурой в помещении.

К основным факторам, которые влияют на расположение точки росы, принадлежат:

• климат;
• температура внутри и снаружи помещения;
• влажность внутри и снаружи;
• режим проживания в помещении;
• качество функционирования отопительной и вентиляционной систем в помещении;
• толщина и материал изготовления стен;
• утепление пола, потолка, стен и т. д.

Особенности неутеплённых стен

Во многих помещениях утепление стен полностью отсутствует. В таких условиях возможны следующие варианты поведения точки росы в зависимости от её местоположения:

1. Между наружной поверхностью и центром стены (внутренняя часть стены всегда остаётся сухой).
2. Между внутренней поверхностью и центром стены (на внутренней поверхности может появляться конденсат при условии резкого похолодания воздуха в регионе).
3. На внутренней поверхности стены (стена будет оставаться мокрой на протяжении всего зимнего периода).

Как правильно утеплить стену?

В утеплённой стене точка росы может располагаться в различных местах утеплителя, что зависит от ряда факторов:

1. Теплоизоляционные свойства утеплителя снижаются по мере возрастания уровня его влажности, так как вода – отличный проводник тепла.
2. Наличие дефектов утепления и зазоров между утеплителем и поверхностью стены создаёт хорошие условия для образования конденсата.
3. Капельки росы значительно снижают теплоизоляционные свойства утеплителя, а также являются подспорьем для развития грибковых колоний.

Таким образом, следует понимать риск использования для утепления стен материалов, пропускающих влагу, поскольку они подвержены потере теплозащитных качеств и постепенному разрушению.

Кроме этого, обязательно обращайте внимание на способность выбираемых для утепления стен материалов противостоять воспламенению. Лучше остановить свой выбор на материалах с содержанием органических веществ менее 5%. Они считаются негорючими и наиболее подойдут для утепления жилых помещений.

Наружное утепление стен

Идеальным вариантом защиты помещения от сырости и холода является наружное утепление стен (при условии, что оно выполнено с соблюдением технологий).

В том случае, если толщина утепления выбрана оптимально, точка росы будет находиться в самом утеплителе. Стена будет оставаться абсолютно сухой на протяжении всего холодного периода, даже при резком похолодании точка росы не достигнет внутренней поверхности стены.

Если толщина теплоизоляции была рассчитана неправильно, могут возникнуть некоторые проблемы. Точка росы переместится на границу стыка теплоизоляционного материала и внешней стороны стены. В полостях между двумя материалами может возникать конденсат и скапливаться влага. В зимний период, когда температура падает ниже нуля, влага будет расширяться и превращаться в лёд, способствуя разрушению теплоизоляции и частично стены. Кроме этого, постоянная влажность поверхностей приведёт к образованию плесени.

При полном несоблюдении технологии и грубейших ошибках в расчётах возможны варианты смещения точки росы к внутренней поверхности стены, что приведёт к образованию конденсата на ней.

Внутреннее утепление стен

Утеплять стену изнутри – изначально не самый лучший вариант. Если слой теплоизоляции будет тонким, точка росы будет находиться на границе изоляционного материала и внутренней поверхности стены. Тёплый воздух в комнате при тонком слое теплоизоляции практически не будет достигать внутренней стороны стены, приводя к следующим последствиям:

• высокая вероятность намокания и промерзания стены;
• увлажнение и, как следствие, разрушение самого утеплителя;
• отличные условия для развития плесневых колоний.

Однако и такой способ утепления помещения может быть эффективным. Для этого необходимо соблюсти некоторые обязательные условия:

• вентиляционная система должна соответствовать нормативам и не допускать чрезмерного увлажнения окружающего воздуха.
• теплосопротивление конструкции ограждения, согласно нормативным требованиям, не должно превышать 30%.

Чем чревато игнорирование выпадения конденсата в строительстве?

В зимний период, когда температура практически постоянно ниже нуля градусов, тёплый воздух внутри помещения, контактируя с любой холодной поверхностью, переохлаждается и выпадает на её поверхности в виде конденсата. Это происходит при условии, если температура соответствующей поверхности ниже точки росы, рассчитанной для данных температуры и влажности воздуха.

Если образование конденсата имеет место, стена находится во влажном состоянии практически всегда при пониженной температуре. Результатом этого становится образование плесени и развитие в ней самых разнообразных вредоносных микроорганизмов. Впоследствии они перемещаются в окружающий воздух, что приводит к различным заболеваниям жильцов, часто бывающих в помещении, в том числе и к астматическим расстройствам.

Кроме этого, дома, поражённые плесневыми и грибковыми колониями, крайне недолговечны. Разрушение здания неминуемо, и начнётся этот процесс именно с отсыревающих стен. Именно поэтому крайне важно произвести правильно все расчёты относительно точки росы ещё на этапе проектирования и строительства здания. Это позволит сделать правильный выбор относительно:

• толщины и материала стен;
• толщины и материала утеплителя;
• способа утепления стен (внутреннее либо наружное утепление);
• выбора системы вентилирования и отопления, которые смогут обеспечить оптимальный микроклимат в помещении (наилучшее соотношение относительной влажности воздуха и его температуры).

Расчет точки росы в стене можно произвести самостоятельно. При этом следует учитывать особенности климатического региона проживания, а также прочие приведённые ранее нюансы. Но всё-таки лучше обратиться в специализированные строительные организации, которые занимаются подобными расчётами на практике. Да и ответственность за правильность расчётов будет лежать не на клиенте, а на представителях организации.

При каких условиях возникает точка росы?

Точка росы — это температура водяного пара, ниже которой содержащаяся в нем влага охлаждается изобарически.

Сделать дом сухим и теплым хочет каждый. Поэтому многие используют самые различные утеплители. Но работа по теплоизоляции стен не так проста, как кажется. Довольно часто случается так, что утепленная, она вдруг начинает намокать, на ней заметны следы конденсата. Появляются они не сразу, обычно только через год-три после того, как были выполнены все работы по утеплению.

Поэтому не все догадываются, что возникновение конденсата на поверхности связано с неправильно выполненной теплоизоляцией. Что является причиной такого неприятного явления? Все очень просто: это точка росы.

Что такое точка росы?

Схема образования точки росы в стене.

Когда утепляешь поверхность изнутри помещения, то отгораживаешь ее от тепла комнаты. Таким образом, положение точки росы сдвигается внутрь, ближе к комнате, температура самой стены понижается. А какой вывод из этого можно сделать? Возникновение конденсата.

Согласно определению, точка росы — это уровень температуры, при котором начинает выпадать конденсат, то есть влага, находящаяся в воздухе, превращается в воду и оседает на поверхности. Эта точка может находиться в разных местах (снаружи, внутри, посередине, ближе к какой-либо его поверхности).

В зависимости от этого показателя, стена остается сухой круглый год либо намокает при понижении температуры на улице.

Расположение точки росы зависит от того, какой уровень влажности внутри дома, температура.

Например, если температура в комнате составляет +20°C, а уровень влажности равен 60%, то конденсат выпадает на любой поверхности уже при понижении температуры до +12°C. Если уровень влажности выше и составляет 80%, то росу можно уже увидеть при +16,5°C. При влажности 100% поверхность намокает при температуре в 20°C.

Рассмотрим ситуации, возникающие при утеплении пенопластом снаружи либо изнутри:

1. Положение точки для неутепленной поверхности. Она может находиться в толще стены ближе к улице, примерно между внешней поверхностью и серединой. Стенка при любом понижении температуры не намокает, остается сухой. Часто случается и так, что точка находится ближе к внутренней поверхности, тогда стена в большинстве случаев сухая, но намокает при резких понижениях температуры. При нахождении показателя на внутренней поверхности стена остается мокрой всю зиму.
2. При утеплении пенопластом снаружи дома возможно возникновение нескольких ситуаций. Если выбор утеплителя, точнее его толщины, был осуществлен правильно, то точка росы будет находиться в утеплителе. Это самое правильное расположение, в таком случае стена будет при любых обстоятельствах оставаться сухой. Если же слой теплоизолятора был взят меньше, то возможно три варианта расположения точки росы:

• посередине между центральной частью стены и внешней — стена остается сухой практически все время;
• ближе к внутренней поверхности — при похолодании происходит выпадение росы;
• на внутренней поверхности — зимой стена мокрая постоянно.

Для определения показателя выпадения конденсата можно использовать такую формулу:

Тр — это точка росы,

постоянные величины: а=17,27 и b=237,7 градусов (по Цельсию).

RH — уровень относительно влажности (больше нуля, но меньше, чем единица),

При использовании формулы необходимо учесть, из какого материала произведены стены, какова их толщина и многое другое. Лучше подобные вычисления выполнять, используя специальные компьютерные программы.

Когда внутреннее утепление возможно?

Таблица определения точки росы в зависимости от температуры воздуха и влажности.

Не всегда можно провести утепление изнутри, так как при неправильно выполненных действиях роса будет постоянно выпадать изнутри, приводя все строительные материалы в полную негодность, создавая некомфортный микроклимат внутри. Рассмотрим, когда делать утепление изнутри не рекомендуется, от чего это зависит.

Можно или нельзя утеплять изнутри? Решение этого вопроса во многом зависит от того, что будет происходить с конструкцией после выполнения работ. Если стена весь год остается в сухом состоянии, то работы по ее теплоизоляции изнутри помещения проводить можно, а во многих случаях даже нужно. Но если она постоянно намокает каждую зиму, то проводить теплоизоляцию нельзя категорически. Допускается утепление только в том случае, если конструкция сухая, а ее намокание происходит крайне редко, например, один раз за десять лет. Но и в таком случае работы надо проводить очень осторожно, так как в противном случае такое явление, как точка росы, будет наблюдаться постоянно.

Рассмотрим, от чего зависит возникновение точки росы, как узнать, можно или нет утеплять стены дома изнутри.

Как уже говорили, точка росы возникает из-за таких факторов, как:

• влажность;
• температура внутри помещения.

Влажность в помещении зависит от наличия вентиляции (вытяжки, приточной вентиляции, кондиционеров и пр.) и от режима проживания, временного либо постоянного. На температуру внутри влияет то, насколько качественно был уложен утеплитель, каков уровень теплоизоляции всех остальных конструкций дома, в том числе окон, дверей, крыши.

Отсюда можно сделать вывод, что последствия для внутреннего утепления зависят от:

• температуры выпадения конденсатной влаги, то есть от точки росы;
• от положения этой точки до теплоизоляции и после нее.

Как определить, где находится точка росы? Такое значение зависит от многих параметров, среди которых необходимо выделить:

• толщину, материал изготовления стены;
• среднюю температуру внутри помещения;
• среднюю температуру снаружи (влияние оказывает климатическая зона, средние погодные условия в течение года);
• влажность внутри помещения;
• уровень влажности на улице, который зависит не только от климата, но и от условий эксплуатации дома.