Что такое точка росы? Как рассчитать точку росы?

Что такое 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.

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.

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.

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.

Статья по теме: Бюджетные идеи для дачного интерьера (35 фото)

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.

Соберем все факторы в единое целое

График теплового сопротивления и смещение точки росы при применении утеплителя.

Теперь можем собрать все факторы, которые оказывают влияние на то, где будет располагаться точка росы:

• режим проживания и эксплуатации дома;
• наличие вентиляции и ее тип;
• качество отопительной системы;
• качество работы при утеплении пенопластом или другим материалом всех конструкций дома, включая крышу, двери, окна;
• толщина отдельных слоев стены;
• температура внутри помещения, снаружи;
• влажность внутри помещения, снаружи;
• климатическая зона;
• режим эксплуатации, т.е. что находится снаружи: улица, сад, другое помещение, пристроенный гараж, теплица.

Утепление изнутри возможно, исходя из всех приведенных факторов, в таких случаях:

• при постоянном проживании в доме;
• при установке вентиляции согласно всем нормам для конкретного помещения;
• при нормальной работе отопительной системы;
• при утеплителе, который уложен для всех конструкций дома, нуждающихся в теплоизоляции;
• если стенка сухая, имеет необходимую толщину. Согласно нормам, при утеплении пенопластом, минеральной ватой и прочим материалом толщина такого слоя не должна быть больше, чем 50 мм.

Статья по теме: Как утеплить и отделать цоколь

В остальных случаях выполнять утепление изнутри нельзя. Как показывает практика, в 90% случаев стенки дома можно теплоизолировать только снаружи, так как обеспечить все условия довольно сложно, а часто не совсем осуществимо.

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 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 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 — 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:

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.

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.

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.

Варианты расположения проблемных зон

Точка росы имеет свойство смещаться, однако чаще всего выделяют три зоны ее расположения:

• Ближе к наружной поверхности стены. Такой вариант имеет место, если стена не утеплена. Появление проблемной зоны возможно также при наружном утеплении недостаточной толщины.
• Ближе к внутренней поверхности стены. При отсутствии утепления конденсат в этом месте легко образуется в период похолодания. Внутреннее утепление смещает участок конденсатообразования в область между поверхностью стены и утеплителем. При наружном утеплении это явление встречается редко, если все расчеты были выполнены правильно.
• В толще утеплителя. Для наружной теплоизоляции это оптимальный вариант. При внутреннем утеплении велик риск появления со стороны комнаты плесени и, как следствие, нарушения микроклимата.

Обратите внимание! На образование конденсата в стене влияет не только температурно-влажностный режим со стороны улицы и помещения. Определяющими факторами являются также толщина конструкции, коэффициент теплопроводности применяемых материалов.

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 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 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 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».

Термин «точка росы» в строительстве

Постоянно растущий и развивающийся рынок строительных товаров представляет широкий выбор материалов для теплоизоляции. К выбору теплоизоляции для производственных и жилых помещений необходимо подойти должным образом и при строительстве обратить внимание на рассматриваемый показатель.

Из-за неверного измерения точки росы часто происходит запотевание стен, появление плесени, а иногда и разрушение конструкций

Границу перехода от низкой температуры снаружи стен к более высоким внутри отапливаемых сооружений с возможным образованием конденсата специалисты считают точкой росы. На любой поверхности в помещении, показатель температуры которой будет приближен к параметру точки росы или достигнет значения ниже, будут появляться капли воды. Простейший пример: в середине некоторых помещений в холодное время на оконных стеклах стекает конденсат.

Основными факторами, влияющими на определение величины, считаются:

• климатические факторы (значение температуры и увлажненность воздуха снаружи);
• температурные значения внутри;
• показатель влажности внутри;
• величина толщины стен;
• паропроницаемость теплоизоляции, применяемой при строительстве;
• наличие отапливающих и вентилирующих систем;
• назначение сооружений.

Правильное определение точки росы имеет важнейшее значение в строительстве

Только если правильно измеряется показатель, в дальнейшем можно комфортно эксплуатировать здание и снизит расходы на обслуживание в будущем.

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 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.

Последствия неправильной теплоизоляции

Случаи неправильного утепления дома бывают редко. Чаще всего это происходит, когда укладывать теплоизоляцию изнутри нельзя, но вы это сделали. В таком случае даже при самом лучшем утеплителе быстро начнут возникать различные проблемы, но вначале это мокрые стенки. Как следствие, декоративная отделка теряет свой привлекательный внешний вид. После этого постепенно намокает утеплитель.

Тут все зависит от того, каким именно материалом пользовались при работах: пенопласт не намокает, тогда как многие другие материалы просто не будут успевать высохнуть, после чего на поверхности начинают появляться следы плесени, грибка, от которых избавиться уже невозможно. Поэтому намного проще сразу предусмотреть, как и при каких условиях можно производить работы по утеплению дома пенопластом или другим материалом, чем тратить средства и время на устранение последствий неправильного выполнения работ.

Точка росы — это уровень температуры, при которой появляется конденсат. Появление влаги при утеплении пенопластом зависит от многих факторов, в том числе от внутренней температуры в помещении, от значений уровня влажности. Довольно часто постоянная высокая влажность, а значит, и следы плесени на поверхности, возникает из-за неправильно проведенных работ по утеплению дома, поэтому следует не только понять, что такое точка росы, но и при каких обстоятельствах она возникает, как избежать этого негативного явления.

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 свидетельствует о необходимости подсушить воздух.
При отсутствии таких явлений следует заняться утеплением строения.

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.

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.

https://youtube.com/watch?v=LE1lFVb4XjE

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.