Росы

  • автор:

Точка росы в строительстве. Расчет точки росы и ее вред для стены дома.

При строительстве и проектировании любого дома, очень важным является правильный расчёт точки росы и ее соблюдение, при возведении стен. Неправильный расчет точки росы и или полное игнорирование этого показателя, будет разрушать Ваш дом изнутри. Учет точки росы в строительстве обезопасит Ваш проект от разрушительно воздействия внешней среды.

Что такое точка росы

Точка росы — это определенный предел температуры воздуха, ниже которой пар содержащаяся в воздухе, становится насыщенным и преобразуется в жидкость.

Точка росы – это то место, где холодный воздух встречается с теплым, и то место где при их взаимодействии образуется жидкость в виде конденсата. На примере строительных сооружений, точка росы проявляется в виде конденсата на окнах. Всегда, при резком похолодании на улице, мы наблюдаем, как на ранее сухих оконных стеклах образуются запотевание и капли воды. Это самое ближайшее и безвредное проявление точки росы.

конденсат на окне

В природе точка росы проявляется в виде капель утренней росы на листьях растений и иных объектах. Образуется в результате взаимодействия холодного ночного воздуха и прогреваемого солнечными лучами теплого утреннего воздуха.

проявление конденсата точки росы в природе

В случае с отапливаемыми помещениями точка росы создается искусственно в любое время суток, при условиях температуры ниже нуля на улице.

Совсем другое дело, если образование такого конденсата точки росы будет обнаружено на внутренней части стены дома. Даже не очень опытный строитель обеспокоится образованием лишней жидкости, в ранее сухом помещении. Так как последствия таких скоплений влажности могут быть самыми неблагоприятными. Но внутренняя стена дома не единственное разрушительное место, где может себя проявить не правильный расчет точки росы или его отсутствие.

Неправильный расчет и расположение точки росы для дома – это разрушительный враг номер один в строительстве. Который, изнутри, медленно, но уверенно разрушает любое крепкое строение.

Где должна находится точка росы

Идеальным местом возникновения точки росы в стене является утеплитель, расположенный со внешней стороны стены. Толщина утеплителя на стене должна быть такая, что бы в самое холодное время конденсат не смещался в саму стену или если смещался, то не на длительное время.

точка росы в утеплителе

О разрушительных последствиях нахождения точки росы в теле несущей стены, смотрите ниже в статье.

Стены, основой которых является пористые материалы, такие как пено и газоблоки, ракушечник и подобного рода материалы, требуют большего слоя утеплителя, поскольку они хорошо впитывают и сохраняют влагу. То есть, даже недлительное ( несколько дней), пребывание в пористой стене точки росы может разрушительным образом сказаться на внутренней целостности. Потому, так называемые теплые материалы для кладки стен, могут быть эффективны только в определенных регионах, с не самой морозной зимой.

Если же, согласно расчетам, точка росы будет периодически перемещаться в саму стену дома или велика вероятность такого сдвига, то этот факт следует учесть при выборе материала для кладки стен. Для таких случаев хорошо подходят стеновые материалы с высокой плотностью и которые, выдерживают большое количество циклов заморозки и оттаивания, без повреждения. С большим коэффициентом морозостойкости. К таким морозостойким материалам относятся кирпич, керамзитобетон.

показатели морозостойкости самых распространенных стеновых материалов

Как рассчитать точку росы в стене с утеплителем

Рассчитать одно, четко определенное место в стене, где будет проявлять себя конденсат не возможно. Поскольку нахождение точки росы зависит от нескольких параметров и это показатель переменчивый. Рассчитать возможно только определенное расстояние в толщине стены, где будет образовываться жидкость при разном изменении температуры снаружи дома.

Например, если внутри помещения стабильная температура, а на улице похолодало, то точка росы передвинется по толщине стены ближе к помещению.

С помощью формулы можно получить максимально точные расчеты точки росы как однородной так и многослойной стены.

Вычислить место возникновения точки росы в любой многослойной стене, достаточно просто, для этого нужны следующие показатели:

  • температура воздуха на улице
  • температура воздуха внутри помещения
  • отдельно толщина каждого слоя стены
  • коэффициент теплового сопротивления материалов, из которых возведены стены дома
  • точка росы при относительной влажности воздуха в вашем региона ( таблица ниже)

Для того что бы определить в какой части планируемой стены будет находится точка росы и выделение конденсата, необходимо знать два показателя.

  1. Температура точки росы в нашем регионе, с интересующими нас показателями влажности и температуры воздуха внутри помещения. Данный показатель мы можем посмотреть в таблице выше. Назовем этот показатель – Тр ( точка росы)
  1. Температура воздуха, которая возникнет на границе двух слоев стены, при интересующих нас показателях. Назовем этот показатель – Тс ( точка между слоями)

Если разница отмеченных выше показателей будет положительной, то точка росы находится в утеплителе, если показатель будет отрицательный то точка росы будет скапливать жидкость внутри стены или дома.

Другим словами, если температура на стыке утеплителя и стены будет выше со знаком плюс, чем температура точки росы из таблицы, то конденсат будет образовываться в утеплителе.

Для примера возьмем следующие условия:

Температура точки росы в регионе с влажностью 60% и комнатной температурой 21ᵒС согласно таблицы будет составлять 12,9 ᵒС. Температура воздуха на границе утеплителя и стены равна 15 ᵒС.

Разница между этими показателями 15 ᵒС – 12,9 ᵒС = +2,1

Если разница отмеченных выше показателей будет положительной, как в нашем случае, то точка росы находится в утеплителе, если показатель будет отрицательный то точка росы будет скапливать жидкость внутри стены или дома.

В нашем случае, температура выделения жидкости из пара наступает раньше, чем насыщенный влагой воздух дойдет до основной стены. И конденсат выпадает в утеплителе, а не в несущей стене дома или внутри него.

Возникает вопрос, если температуру точки росы при заданной влажности мы берем из имеющейся таблицы, то каким образом вычислить температуру между слоями стены.

Рассчитать температуру воздуха на границе двух слоев стены достаточно просто, используя следующую формулу:

Тс ( температура между слоями стены) = (t2 – t1)x (S1х0,01/k) / (S1х0,01/k), где :

t2 – температура воздуха внутри помещения

t1 – температура воздуха на улице

S1 – толщина материала стены

k – тепловой коэффициент материала стены

Простой пример:

Возьмем пример региона, где точка росы 12,9 ᵒС в регионе с влажностью 60%, комнатная температура 21ᵒС и температура на улице – 12 ᵒС ниже нуля.

Теперь нам нужно, вычислить для этих условий, какая будет температура между стандартной стеной в полтора кирпича толщиной 38 см и наружным утеплителем из пенопласта толщиной 10 см. Что бы отнять из нее температуру точки росы из таблицы.

Для этого воспользуемся выше приведенной формулой.

Тс ( температура между слоями стены) = (t2 – t1)x (S1х0,01/k1) / (S2х0,01/k2)

По условию у нас:

t2 = +21ᵒС ( температура воздуха внутри помещения)

t1 = – 13 ᵒС температура воздуха на улице)

S1 = 38 см (толщина материала стены)

K1 = 0,6 (коэффициент тепловой сопротивляемости кирпича)

S2 =10 см ( толщина утеплителя из пенопласта)

К2 = 0,04 (коэффициент тепловой сопротивляемости пенопласта)

Расчет температуры между кирпичной стеной утеплителем из пенопласта, в выбранных нами климатических условиях будет следующий:

( +21 – (-13ᵒС))х(38х0,01/0,6) / (10х0,01/0,04) = 9,52

Согласно нашим вычислениям, температура воздуха между утеплителем из пенопласта 10 см и кирпичной стеной в 38 см, при температуре воздуха на улице -13 градусов Цельсия и температуре внутри дома +21 градус Цельсия, равна 9,52 Градусов Цельсия.

Таким образом, если вычесть из температуры между утеплителем и стеной равной 9,52 Градусов Цельсия температуру точки росы равную 12,9 Градусов Цельсия, получится 9,52-12,9 = -3,38.

точка росы согласно расчетам находится в стене

Как мы видим, выходит отрицательный показатель, то есть состояния конденсата влажный воздух достигнет в стене кирпича и будет в нем накапливается влажность.

Приведенный выше расчет точки росы является более точным, с погрешностью до 0,5 градуса Цельсия, в отличие от некоторых онлайн калькуляторов и прочих приборов, которые не учитывают разную структуру материала.

Расчет точки росы онлайн калькулятор

В интернете существует много онлайн программ – калькуляторов, с помощью которых можно рассчитать примерное расположение точки росы в стене. Программа высчитывает точку росы, основываясь на ряде показателей, которые необходимо ввести вручную. Это сведения о материале, из которых планируется возвести стену, количество слоев стены и их толщина, температура воздуха внутри и температура воздуха снаружи здания, влажность воздуха. Онлайн калькулятор удобен в расчетах. Вместе с цифровыми расчетами можно увидеть диаграммы и графики перемещения точки росы в зависимости от изменения температуры воздуха. Однако результаты подсчета у многих калькуляторов отличаются и насколько точны расчеты неизвестно.

онлайн калькулятор для определения точки росы

Расчет точки росы с помощью прибора

Точку росы можно определить также в реальном времени, с помощью специального телевизора. Это электронный прибор с монитором, на котором отобразятся сведения о влажности внутри помещения, отобразится температура воздуха и точка росы. Такие приборы актуальны для измерения точки росы для уже возведенной и законченной строительной конструкции. В проектировании толщины стены и здания это прибор не поможет.

тепловизор для точки росы

Вред точки росы для стен дома

Мы разобрались, что точка росы может располагаться в трех разных участках стены:

  1. в наружном утеплителе стены
  2. в стене, ближе к наружной части
  3. в стене, ближе внутренней части

В каждом из перечисленных мест, точка росы будет проявлять себя по-разному. Если в одном месте она будет безвредна, то внутри дома или в стене будет оказывать определенные разрушительные последствия на целостность стены. Ниже, разберем поведение точки росы в каждом из перечисленных мест.

Точка росы в наружном утеплителе

Это самое безвредное для дома нахождение точки росы. В этом случае:

  • Конденсат при возникновении точки росы образуется, непосредственно, в самом утеплителе.
  • Утеплитель не гигроскопичен, потому влага не задерживается в конструктиве стены и испаряется при изменении температуры воздуха.
  • За счет пароизоляционных свойств утеплителя, влажность, которая образуется при испарении конденсата, выходит на улицу и не взаимодействует со стеной дома.
  • Стены дома сухие в течении всего года, как с наружной так и со внутренней стороны
  • Стены сохраняют свою прочность и целостность многие десятилетия

утеплитель снаружи

Точка росы в стене дома, ближе к наружной стороне

  • Поведение стены во многом зависит от материала, из которого она выложена. Лучше переносят точку росы, стены из плотных и тяжелых строительных материалов, таких как кирпич, керамзитобетон, камень, дерево. Поскольку они менее подвержены разрушению и имеют больший коэффициент морозостойкости.
  • Стены домов возведенных из пористых материалов, хорошо впитывающих влагу и пропускающих пар. Таких как, пеноблоки, газоблоки и подобного рода материалы, действие точки росы должно быть минимально коротким.

разрушение стены под воздействием влажности

  • При возникновении конденсата внутри стены, материал стены насыщается жидкостью. При последующем понижении температуры воздуха ниже нуля, накопленная жидкость замерзает и увеличивается в объемах. Увеличения объема жидкости разрушает любой стеновой материал изнутри. Это приводит к образованию как мелких, так и крупных трещин в структуре стены. Стены крошатся и окончательно теряют свою прочность.
  • В случае если стена, в которой точка росы внутри и утеплена снаружи, то утеплитель не будет препятствовать выходу накопившей влаги наружу. Поэтому, вся жидкость будет скапливаться на поверхности, между утеплителем и стеной. Это влечет образование плесени и грибка, со всеми вытекающим последствиями, вредными как для здания, так и для здоровья человека.
  • Если стена дома не утеплена снаружи, то жидкость будет выходить с повышением температуры воздуха, но это не убережет стену от внутреннего разрушения после замерзания воды. Подобные испарения жидкости, из влажной стены, мы можем наблюдать в виде налета белого цвета на кирпичных стенах.
    выделение влажности из кирпичной стены в виде налета белого цвета

    Точка росы в стене дома, ближе к внутренней поверхности

    Возникает, когда пар проходит середину толщины стены и конденсат начинает образовываться уже ближе к поверхности стены, которая находится внутри дома.

    Последствия точки росы для внутренней отделки дома:

    • Насыщенная влажностью кладка начинает выделять на внутренней стене, в доме жидкость в виде капель воды.
    • Мокрая поверхность стены разрушает внутреннюю отделку помещения: шпаклевку, обои другие отделочные материалы.
    • На стенах и в углах образуется плесень и грибок, от которых уже будет очень трудно избавиться
    • В доме появляется неприятный ветхий запах разложения, который вреден для здоровья.
    • Понижается общая температура тепла в доме.

    плесень на стене внутри дома

    Самые разрушительные и вредные последствия для дома это когда точка росы находится ближе к внутренней поверхности стены.

    Точка росы – важный параметр, который следует учитывать при проектировании и возведении стен, крыш и строительства всего дома. Ее не соблюдение может привести к необратимым и критическим последствиям для всего здания.

    Как определить точку росы? Способы определения, формула, таблица, советы эксперта

    Влажная трава под ногами, запотевшие окна, капельки на стенах сырого подвала – все это результат конденсации паров воды из атмосферного воздуха. Каждый с этим сталкивался, но не каждый интересовался, как определить точку росы. Чаще всего эту задачу приходится решать архитекторам, строителям и проектировщикам, а люди, далёкие от этой сферы, едва ли знакомы с таким понятием.

    Как определить точку росы

    Природа появления росы

    Конденсация воды на различных поверхностях происходит следующим образом. Атмосферный воздух всегда в той или иной степени насыщен парами воды. Вода из газообразного состояния в жидкое переходит в случае понижения её температуры. Это происходит при соприкосновении атмосферного воздуха с более холодными поверхностями и последующей потере тепла. Как результат – появление капелек воды.

    Утренняя роса легко объясняется законами физики

    Температура, по достижению которой пары воды из воздуха переходят в жидкое агрегатное состояние, называется точкой росы.

    Чем выше содержание паров воды в воздухе (или другой смеси газов), тем выше температура конденсации воды, или точка росы. Так, при относительной влажности воздуха 100% точка росы точно совпадает с его температурой. И наоборот: чем меньше показатель относительной влажности воздуха, тем ниже и точка росы. Значит, для выпадения конденсата придётся охладить воздух сильнее.

    Изучаем точку росы в строительстве

    Область применения понятия

    Широко применяется этот термин в промышленном и гражданском строительстве. Необходимость определять эту величину возникает при утеплении стен помещения. Если пренебречь расчетом этого показателя, после работ по утеплению появятся проблемы. Один из вариантов – порча отделки стен за счёт оседающей влаги. Если же отделка терпима к воздействию воды, но капли конденсата будут выпадать на стенах, тоже ничего хорошего в этом нет. Влажная среда способствует развитию патогенных микроорганизмов, плесени.

    В авиации также рассчитывается точка росы. Во время полёта на некоторых частях самолета выпадает конденсат. В таком случае конденсат замораживается и части самолета обледеневают.

    Игнорирование точки росы может привести к крушению самолета

    Используют эту величину и в лесном хозяйстве. Специалисты по охране леса от пожаров используют точку росы для вычисления класса пожарной опасности, который характеризует возможность возгорания лесных массивов. На основании этого проектируются защитные мероприятия.

    Точка росы применяется в расчетах для планирования противопожарных мероприятий

    В сельском хозяйстве, зная точку росы, определяют вероятность повреждения посевов неинфекционными болезнями (повреждениями, вызванными погодными условиями). При этом одна из задач селекции – вывести сорта культурных растений, способных конденсировать влагу из воздуха на своих вегетативных органах. Это позволит успешно заниматься сельским хозяйством в условиях малого выпадения осадков.

    Размещение точки росы

    Как рассчитать точку росы

    По математической формуле

    Проведение расчётов вручную по формуле – довольно точный способ. Однако для использования формулы предварительно надо определить несколько других показателей. Выглядит формула следующим образом.

    Формула для расчёта точки росы

    Как видно из рисунка, a и b – постоянные величины. Т – температура воздуха. Rh – относительная влажность воздуха. Такой метод подсчёта даст результат с погрешностью в 0,5ºС.

    С помощью онлайн-калькулятора

    Поскольку расчёт с помощью формулы вручную подходит не всем (из-за недостаточных знаний в математике либо отсутствия времени), в сети Интернет в открытом доступе размещены онлайн-калькуляторы, которые рассчитывают точку росы на основании введённой информации. Пользоваться ими совершенно несложно: надо только ввести исходные данные (температура атмосферного воздуха и относительная влажность). Результат расчётов появится на экране.

    Программы-калькуляторы

    Увязать показатель точки росы и предполагаемые последствия неправильного утепления под силу не каждому. Для этого нужны специфические знания в физике и строительстве. Поэтому помимо обычных калькуляторов, рассчитывающих эту величину, созданы программы с расширенными возможностями. Они также находятся в свободном доступе и ими можно воспользоваться в режиме онлайн.

    Такие программы при расчёте учитывают множество параметров:

  1. Населённый пункт, в котором построено (строится) здание. Тут же появляется статистика среднемесячных температур, относительной влажности, давления в этом регионе.
  2. Вид помещения. Очевидно, что влажность воздуха в ванной будет выше, чем в комнате, а это в свою очередь влияет на вид допустимого утеплителя.
  3. Тип конструкции. Здесь на выбор предлагается стена, перекрытие, чердачное перекрытие и другие позиции.
  4. Слои конструкции. Здесь принимается во внимание, что находится за утепляемой стеной – другое помещение либо улица.
  5. Материал перекрытия или стены.
  6. Температура и относительная влажность внутреннего и наружного воздуха.

После заполнения всех необходимых полей программа составит график точки росы.

Таблица определения точки росы

При необходимости быстро получить значение точки росы применяются таблицы. Данные таблиц весьма неточные и дают приблизительный результат. Зато пользоваться ими легко и быстро: достаточно только найти нужную ячейку на пересечении столбца и строки с нужной температурой и относительной влажностью воздуха.

Таблица 1. Определение точки росы по двум показателям.

Определение точки росы по двум показателям

Специальные инструменты

В метеорологии придуманы специальные инструменты, позволяющие определить точку росы. Однако даже для расчёта по математической формуле или любым другим методом, описанным выше, нужны свои инструменты.

Температура измеряется термометром, влажность – гигрометром. Для удобства в данном случае подойдёт инструмент, способный замерять и температуру, и влажность воздуха – цифровой термогигрометр.

Этот инструмент сочетает в себе функции градусника и гигрометра

Кроме того, существуют приборы, сочетающие в себе несколько функций: измерение температуры, влажности, расчёт точки росы и запоминание информации.

В большинстве случаев работа с таким прибором выглядит следующим образом.

  1. Включите прибор. Обратите внимание на заряд батареи.

    Так выглядит один из популярных приборов

  2. Поднесите наконечник сенсора к исследуемой поверхности под прямым углом.

    Правильное положение прибора обеспечит точность замеров

  3. Чтобы зафиксировать данные замера, нажмите кнопку Hold в меню. Так Вы сможете ознакомиться с результатом в комфортном положении прибора.

    Зафиксировать – еще не значит сохранить

  4. Для сохранения данных нажмите кнопку Save.

    Возможность сохранения избавляет от необходимости записывать данные в блокнот

  5. При необходимости перенести информацию на компьютер подключите прибор к сети через USB.

    Подключить измеритель точки росы к компьютеру не сложнее, чем мобильный телефон

  6. Скопируйте данные на компьютер.

    Компьютер – надежное хранилище данных

Работа с приборами для измерения точки росы проста даже для человека без специальной подготовки. Интерфейс интуитивно понятен, а при возникновении вопросов следует обратиться к инструкции.

Важность определения точки росы

Если не учитывать положение точки росы в стене, за этим последует ряд негативных событий.

Утеплительный материал быстро приходит в негодность, срок службы материала самой стены сокращается. Отделка из-за регулярного намокания держаться не будет: обои постепенно отклеиваются, штукатурка сыплется, краска шелушится. Из-за избыточной влажности в помещении за короткий срок на стенах, вентиляционных системах, потолке и других поверхностях развивается плесневый слой, грибок и другие патогенные микроорганизмы.

Игнорирование физической природы конденсации чревато антисанитарией в помещении

Как ведёт себя роса при неутеплённых стенах

При неутеплённых стенах есть несколько вариаций поведения точки росы. В некоторых ситуациях она располагается во внутреннем пространстве стены – ближе к улице либо ближе к комнате. Во втором случае при сильном понижении температуры место конденсации пара будет смещаться на внутреннюю поверхность стены. Тогда на её поверхности непременно образуются капли конденсата.

Неутеплённые стены часто намокают

В некоторых случаях (холодный материал каркаса здания) точка росы может круглый год располагаться внутри помещения, то есть на внутренней поверхности стены. Тогда необходимо произвести прикладные расчеты и озаботиться утеплением стены с учетом климатических особенностей населенного пункта, в котором расположено здание.

В целом место нахождения точки росы в перекрытии или стене взаимосвязано с рядом физических факторов:

  • влажности наружного воздуха и воздуха внутри помещения;
  • температуры наружного воздуха и воздуха внутри помещения;
  • толщины перекрытия или стены.

Точка росы в утеплённых снаружи стенах

При корректном подборе материала и грамотно просчитанной толщине утеплительного слоя точка росы всегда будет находиться в утеплителе и никогда не будет сдвигаться в сторону внутренней поверхности. Стены сухие круглый год. Повреждается погодными условиями только утеплитель, износ стен замедляется.

Наружное утепление – верная защита от выпадения конденсата в квартире

В случае если толщина утеплителя меньше необходимой, либо не была учтена теплопроводность материала, точка росы будет вести себя так же, как и в неутеплённой стене, то есть влага будет продолжать скапливаться в помещении, если она скапливалась до утепления. Если это происходит, выход один – увеличить толщину утеплительного материала. Это можно сделать, добавив еще один слой термоизоляции либо заменив старый материал на новый, подходящий по толщине.

При избыточной толщине утеплительного слоя точка росы не будет выходить за его пределы на протяжении всего года. Никаких негативных последствий это за собой не повлечет: стена будет сухая круглый год. Однако расчеты для того и производятся, чтобы избежать необоснованных финансовых трат. Ведь если можно спастись от влаги и сохранить тепло меньшим количеством утеплителя, то зачем тратить больше?

Внутри или снаружи утеплять стены?

Точка росы в утеплённых изнутри стенах

Утепление стен только лишь с внутренней стороны неизбежно приводит к сдвигу точки росы в сторону помещения. Происходит это по причине того, что термоизоляционный материал удерживает тепло в комнате, тем самым делая стену более холодной. А, как известно, чем холоднее поверхность, тем вероятнее факт конденсации воздушной влаги на ней.

Если при нормальных для данного региона температурах точка росы располагается близко к внутренней поверхности стены и не доставляет неудобств, то в особо холодные дни она может смещаться в комнату, то есть на внутреннюю поверхность стены. Тогда стена будет намокать под утеплителем.

Если на неутеплённой стене влага скапливалась постоянно, то после проведения работ по внутреннему утеплению помещения весь холодный сезон стена будет продолжать намокать под утеплителем. Это приведёт к постепенной порче всех слоёв строительных материалов, расположенных на внутренней стороне стены, включая отделку.

Внутреннее утепление не спасает от намокания

В некоторых случаях после внутреннего утепления нормальной стены точка росы изменяет местоположение на утеплитель. Тогда в течение всей зимы будет мокрой не только стена, но и сам термоизоляционный материал.

Так или иначе, чтобы избежать порчи отделки и внутренних утеплительных слоёв, надо запомнить одно простое правило: утепление внутренней поверхности стены проводится только после наружного её утепления.

О точке росы в пластиковых окнах

Если речь заходит о точке росы в стеклопакетах, то многие представляют себе какое-то конкретное загадочное место. В действительности же точку росы увидеть нельзя, что мы с вами уже успели выяснить. Повторимся: под точкой росы подразумевается температура, при охлаждении до которой пар в воздухе насыщается и конденсируется. Существуют специальные таблицы, позволяющие рассчитать точку росы при относительной влажности и конкретной температуре. Одна из таких таблиц приведена ниже.

Точка росы при относительной влажности воздуха

На заметку! Допустим, влажность воздуха составляет 50%, а температура — +21 градус. При таких обстоятельствах точка росы составит +10,2. Что это значит? Если температура какой-то поверхности в квартире опустится до +10,2 градусов, то на ней (поверхности) начнет появляться конденсат. Как правило, самые холодные поверхности в квартире – это пластиковые окна, а потому именно на них в большинстве случаев выпадают излишки влаги.

Люди часто сталкиваются с выпадением конденсата на стеклопакетах. Если исходить из всего, сказанного выше, то можно сделать вывод, что с конденсатом можно бороться двумя способами – повышением температуры стекол и снижением влажности в квартире. Так, комфортной влажности можно добиться посредством обеспечения нормального воздухообмена. Вся лишняя влага – от стирки, кипящих кастрюль и проч. – должна покидать помещение, а не накапливаться в нем. В первую очередь, квартиру следует регулярно проветривать. Частота проветривания определяется в индивидуальном порядке, однако мы советуем делать это минимум по 10 минут дважды в день. Не стоит забывать и о специальных клапанах приточной вентиляции.

Точка росы

Точка росы – точнее сказать: температура точки росы – это температура воздуха, при которой, находящаяся в нем газообразная вода (водяные пары) преобразуется в жидкое состояние – конденсат, или, проще говоря, точка росы — это температура, при которой выпадает конденсат.

Конденсат выпадает прямо в воздухе в виде тумана, когда температура самого воздуха понижается до точки росы и ниже или выпадает на какой-либо поверхности в виде росы – когда температура этой поверхности равна или ниже температуры точки росы воздуха ее окружающего.

ПРОЦЕСС ПОЯВЛЕНИЯ ТОЧКИ РОСЫ И ОБРАЗОВАНИЯ КОНДЕНСАТА

Максимальное количество влаги, которое воздух способен содержать в себе в форме газа (водяных паров) зависит от его температуры. Чем меньше температура воздуха, тем меньше водяных паров может удерживать в себе воздух, и наоборот. Таким образом, конденсат образуется в одном из двух случаев:

  • при любой влажности воздуха при понижении его температуры до точки росы;

  • при любой температуре воздуха при повышении влажности воздуха до максимально возможного значения, для которого данная температура является точкой росы.

Вероятность образования конденсата тем больше, чем ниже температура воздуха или температура окружающих его поверхностей и, чем больше количество водяных паров, содержится в воздухе.

АБСОЛЮТНАЯ И ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

Количество водяных паров в воздухе оценивается значениями двух параметров:

  • абсолютной влажностью – количеством воды в граммах, содержащихся в одном кубическом метре воздуха (г/куб.м);

  • относительной влажностью – степенью насыщения воздуха водяными парами в процентах, относительно максимально возможного насыщения воздуха при данной температуре (%).

Для любого значения абсолютной влажности воздуха есть соответствующее значение температуры – точка росы, при которой, наступает максимальное насыщение воздуха влагой (относительная влажность достигает 100%).

Можно сказать и по-другому: любое значение температуры воздуха становится точкой росы, в тот момент, когда абсолютная влажность воздуха поднимается до предельных для этой температуры значений (относительная влажность достигает 100%).

В указанные моменты воздух уже не способен удерживать в себе воду в газообразной форме и «лишние» водяные пары выпадают в жидкой фазе прямо в воздухе (туман) или на холодные поверхности, окружающие воздух, в виде конденсата (росы).

График точки росы (100-процентной относительной влажности воздуха) в зависимости от абсолютной влажности воздуха

Влажность. Точка росы.

Вспомним основное, что мы знаем о влажности воздуха.

Так как на нашей планете очень много открытых водных поверхностей – моря, океаны, реки и озера, то безусловно, вода испаряется с этих огромных площадей и пар присутствует в воздухе абсолютно везде, даже в жаркой пустыне. Сколько этой самой воды в виде пара присутствует в одном кубическом метре воздуха – показывает абсолютная влажность, выражается она в г/м куб. Вы наверное заметили, что единицы измерения абсолютной влажности – такие же, как и у плотностей веществ. Действительно, абсолютная влажность – это и есть плотность водяного пара.

Абсолютная влажность – это количество граммов водяного пара, содержащееся в кубическом метре воздуха при данных условиях

Испарение – это вылет молекул вещества с поверхности жидкости, и, как белые шахматы не могут без черных, так испарение не обходится без обратного процесса – конденсации. Часть молекул неизбежно возвращается обратно в жидкость. Если количество молекул, покидающих жидкость в единицу времени, равно количеству молекул, возвращающихся обратно – то пар называется насыщенным, то есть в пространстве над жидкостью не может уже находиться большее количество молекул. Понятно, что если температура высокая – то плотность такого насыщенного пара одна, а если низкая – то другая. Существует таблица, в которой указано, как изменяется давление и плотность насыщенного водяного пара в зависимости от температуры.

Относительной влажностью называется отношение абсолютной влажности к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре.

Относительную влажность выражают в процентах: . Плотность водяного пара по-другому – это количество молекул в данном объеме, то есть она непосредственно связана с концентрацией молекул. А от концентрации зависит давление пара . Поскольку мы рассматриваем все при одной и той же температуре, и нас не интересуют молекулы других газов, которые тоже присутствуют в воздухе, а только молекулы воды, можем записать относительную влажность как процентное отношение парциального давления пара пара в воздухе к давлению насыщенного пара :

Парциальным называют давление водяного пара, которое он производил бы в отсутствие других газов в воздухе.

Что будет происходить с паром, если его охлаждать, как это происходит при наступлении летней ночи? Будем считать, что атмосферное давление этой ночью не меняется. Согласно уравнению , при снижении температуры и постоянном давлении концентрация молекул n должна расти, то есть плотность пара будет увеличиваться, пока он не станет насыщенным.

Точкой росы называется такая температура, при которой насыщенный пар начинает конденсироваться (выпадает роса).

Точка росы зависит от относительной влажности воздуха: если воздух сухой, и пара в нем мало, то температура должна сильно понизиться, чтобы пар стал насыщенным, и затем начал конденсироваться. А если влажность высокая – то воздуху достаточно немного охладиться, чтобы пар достиг состояния насыщения и выпала бы роса. Если относительная влажность равна 100% – то мы находимся в точке росы, то есть текущая температура – это и есть точка росы.

Теперь подумаем, что будет, если изменять объем сосуда, в котором находится насыщенный пар – а именно, уменьшать. Будет ли расти плотность пара или нет? Как мы уже заметили, плотность водяного пара можно записать как число молекул в объеме сосуда. А если пар насыщенный, то в данном объеме не может содержаться большее число молекул. Поэтому, если объем сосуда уменьшить, “лишние” молекулы конденсируются, и плотность пара останется той же, что и была.

Ну а теперь применим эти знания, и попробуем решать задачи.

1. Давление водяного пара при температуре было равно 1 кПа. Был ли этот пар насыщенным?

По таблице, которую можно найти на странице Справочник, определяем, что давление насыщенного пара при температуре должно быть равно 1, 6 кПа. Давление нашего пара меньше, значит, он не насыщенный.

2. В закрытом сосуде емкостью 5 л находится ненасыщенный водяной пар массой 50 мг. При какой температуре пар будет насыщенным?

Найдем плотность водяного пара: . Нам нужно найти плотность в , значит, перевести милиграммы в граммы, а литры – в . Тогда плотность . В таблице находим соответствующее такой плотности значение температуры – .

3. Во сколько раз концентрация молекул насыщенного водяного пара при больше, чем при ?

По уравнению состояния идеального газа . Выражаем концентрацию: . Находим отношение концентраций: . Давление насыщенного пара опять найдем по таблице: при это 12,33 кПа, а при – 0,87 кПа. Не забудем также перевести температуру в в температуру по абсолютной шкале: , . Теперь считаем: . Между прочим, плотность, как уже было сказано ранее, это количество молекул в единице объема, поэтому задачу можно было решить проще: найти отношение плотностей насыщенного пара при этих температурах: .

4. Парциальное давление водяного пара в воздухе при было 1,1 кПа. Найти относительную влажность.

Для того, чтобы воспользоваться формулой , нам нужно знать давление насыщенного пара, а его можно определить по таблице, оно равно 2,2 кПа. Определяем влажность:

Ответ: 50 %

5. Относительная влажность воздуха вечером при равна 50%. Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до ?

Нужно узнать, является ли температура точкой росы, то есть будет ли пар насыщенным при такой температуре. Определить, будет ли пар насыщенным, можно по его плотности, а плотность найдем по формуле относительной влажности: , откуда . По уже знакомой нам таблице определяем, что при плотность насыщенного пара равна 8,3 , что больше, чем найденная нами. Поэтому пар не будет насыщенным и роса не выпадет. А вот если бы температура опустилась бы до и ниже, то роса выпала бы, так как при такой влажности – точка росы.

6. В цилиндре под поршнем находится водяной пар массой 0,4 г при температуре 290 К. Этот пар занимает объем 40 л. Как можно сделать пар насыщенным?

Найдем плотность пара в сосуде:

. Теперь перейдем от абсолютной температуры к температуре в : . В таблице находим соответствующее такой плотности значение температуры насыщенного пара – . То есть первый путь сделать наш пар насыщенным – это понизить его температуру на 6 градусов. Однако есть еще один путь: можно уменьшить объем. Действительно, плотность насыщенного пара при температуре составляет 14,4 . Зная массу пара, найдем по плотности объем: – то есть, если объем сосуда станет равным 27,7 л, то пар в нем будет насыщенным. Таким образом, второе решение – уменьшить объем сосуда на 12,3 л.

7. Сухой термометр психрометра показывает , а влажный . Относительная влажность, измеренная по волосному гигрометру, равна 30%. Правильны ли показания гигрометра?

Воспользуемся психрометрической таблицей , чтобы по показаниям сухого и влажного термометров определить относительную влажность. Сначала найдем разность показаний термометров: . Теперь по этой разности находим в таблице нужный столбец, и двигаемся по нему вниз до строки – показаний сухого термометра. В ячейке на пересечении столбца и строки находим значение относительной влажности – 30%. Значит, волосяной гигрометр показывает верную влажность.

8. Дав­ле­ние пара в по­ме­ще­нии при тем­пе­ра­ту­ре равно 756 Па. Дав­ле­ние на­сы­щен­но­го пара при этой же тем­пе­ра­ту­ре равно 880 Па. От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха равна (ответ округ­лить до целых)

1) 1%
2) 60%
3) 86%
4) 100% Воспользуемся формулой : Ответ: 3.

9. От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха равна 42%, пар­ци­аль­ное дав­ле­ние пара при тем­пе­ра­ту­ре рано 980 Па. Дав­ле­ние на­сы­щен­но­го пара при за­дан­ной тем­пе­ра­ту­ре равно (ответ округ­лить до целых)

1) 980 Па
2) 2333 Па
3) 1022 Па
4) 412 Па

Воспользуемся формулой , из которой выразим давление насыщенного пара: Па Ответ: 2.

10. В со­су­де с по­движ­ным порш­нем на­хо­дят­ся вода и её на­сы­щен­ный пар. Объём пара изо­тер­ми­че­ски умень­ши­ли в 2 раза. Кон­цен­тра­ция мо­ле­кул пара при этом

1) умень­ши­лась в 2 раза
2) не из­ме­ни­лась
3) уве­ли­чи­лась в 2 раза
4) уве­ли­чи­лась в 4 раза

Так как температура не менялась, то плотность пара при данной температуре неизменна, а значит, количество молекул в объеме одно и то же. То есть концентрация остается точно такой же, просто часть пара перейдет в жидкое состояние (конденсируется).

Ответ: 2.

11. От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха в ци­лин­дре под порш­нем равна 60%. Воз­дух изо­тер­ми­че­ски сжали, умень­шив его объём в два раза. От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха стала

1) 120 %
2) 100 %
3) 60 %
4) 30 %

Так как температура не менялась, то давление и плотность насыщенного пара до сжатия и после одинаковы. При сжатии вдвое уменьшился объем, а масса водяного пара осталась прежней, значит, плотность пара вдвое увеличилась. С помощью формулы найдем отношение влажности до сжатия и после: , и . Однако же, плотность водяного пара не может превышать значения 100%: когда будет достигнуто это значение, начнется конденсация, и плотность все равно будет равна 100%. Ответ: 2.

12. Ка­ко­ва от­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха при тем­пе­ра­ту­ре , если точка росы ? Дав­ле­ние на­сы­щен­но­го во­дя­но­го пара при равно 2,33 кПа, а при – 1,4 кПа. Ответ вы­ра­зи­те в про­цен­тах и округ­ли­те до целых.

Temper-3D

Английский термин Точки Росы — Dew point.

Точка Росы — это максимальная температура поверхности, на которую выпадает конденсат

Или так:

Если поверхность холоднее или равна точке росы, то конденсат на неё выпадет

Чем ниже влажность, тем точка росы ниже фактической температуры.
Чем выше влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре.
Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой.

Например, в ванной комнате, если включен душ (влажность близка к 100%), всегда зеркало «запотевает», и наоборот, если влажность равна нулю, то конденсат никогда не выпадет (в герметичном оконном стеклопакете влажность близка к 0%, там используется специальный адсорбент, который поглощает влагу, поэтому при любом охлаждении, он изнутри никогда не «запотеет»).

Если стеклопакет запотел изнутри, значит он не герметичен и адсорбент уже не может поглотить всю влагу.

Таблица для определения точки росы

Как видно из таблицы, точка росы зависит от температуры и влажности.

В левой колонке указана температура, сверху — влажность.

Например, при температуре 20 °C и влажности 55% (санитарные нормы для жилых помещений) точка росы равна 10,69 °C. Если в квартире температура, например в углу ниже 10,69 °C, то угол «запотеет». Влажность 55% , это достаточно сухое помещение (реально в жилом помещении, особенно на кухне влажность составляет 60%-70%, и более т.е. стена «потечет» (обои отклеятся) при более высокой температуре).

Температуры точки росы, для различных значений температур и относительной влажности воздуха в помещении:

Оригинальный документ:
СП 23-101-2004, Группа Ж24, ОКС 91.120.01, Дата введения 2004-06-01, ПРИЛОЖЕНИЕ Р (справочное)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *