Методика определения точки росы в стене. Что домовладельцу нужно знать о точке росы

В жизни человека все взаимосвязано! И даже романтика и красота природы становятся способом обозначить процессы, протекающие в узких сферах науки. Например, точка росы - что это такое, как не физическое явление, которое натурально можно увидеть рано утром в конце весны или в летнюю пору.

Физический термин

Все физические явления, которые изучаются в школьном курсе физики, окружают нас без перерывов на обеды, сон и праздники. Вся жизнь - это физика, так или иначе уже освоенная человечеством и еще совершенно неизученная. Например, многие явления природы, познанные учеными-физиками, нашли свое научное воплощение в практической деятельности человека. Вот утренняя роса - красота летнего утра. Но от той же росы, выпадающей в жилых помещениях из-за неправильно установленных окон, нарушенной гидро- и теплоизоляции можно получить огромное количество проблем. И определенные параметры, когда влага выпадает на окружающие поверхности, получили красивое название - точка росы. Если использовать грамотный язык предметных определений, то этот параметр является значением температуры газа, охлаждаемом изобарически (при постоянном давлении), при котором водяной пар, содержащийся в этом газе, приобретает насыщенность.

Влажность воздуха

В грамотном определении понятия "точка росы" есть еще один важный физический термин - изобарическое охлаждение воздуха. Немногие, смотря на лужи на подоконнике, образовавшиеся из скопившейся на стеклах влаги, вспомнят закон Гей-Лоссака - относительное изменение объема данной массы газа при неизменном давлении пропорционально изменению температуры. Хотя о влажности воздуха люди слышат ежедневно в прогнозе погоды. Количество водяного пара в окружающем воздухе, взятом в объеме 1 куб. м, называется абсолютной влажностью. А вот относительная влажность воздуха - это показатель соотношения количества водяного пара воздуха (исчисляется в процентах) к максимально возможному при имеющейся температуре. И именно при рассмотрении этой характеристики возникает понятие "точка росы". Что это такое? Это температура, при которой водяной пар становится насыщенным и осаждается каплями воды при имеющемся давлении. Если прогноз погоды говорит о высокой относительной влажности воздуха, то температура точки росы будет приближаться к температуре окружающего воздуха.

Быт, воздух, вода

Человек в быту крайне редко задумывается о таком понятии, как точка росы. Определение ее важно лишь в некоторых производствах, в строительстве, медицине. Но для каждого важна определенная влажность окружающего воздуха для хорошего самочувствия. Когда воздух достаточной влажности, дышится легко и свободно, но стоит этому показателю измениться при постоянном давлении и температуре окружающей среды, то ощущается или сухость, или избыточная влажность. Именно на основании относительной влажности воздуха может быть определена и точка росы. Это явление - очень сложный и значимый аспект физики атмосферы. Так же оно важно и для жизнедеятельности человека. Например, строители на опыте знают, что точка росы - значимый параметр качественной постройки, оказывающий влияние на весь быт будущих жильцов или пользователей.

Зачем нужно определять точку росы в строительстве?

Измерение точки росы - достаточно простая задача, если пользоваться определенными формулами и правилами. Но для чего необходимо знать этот природный параметр людям, занимающимся строительством? Здесь все очень просто - для понимания процесса утепления помещения, ведь слой, служащий преградой для холода и влаги, может располагаться как с внутренней стороны помещения, так и с наружной, а может отсутствовать вовсе. К тому же от точки росы зависит и толщина утеплителя. При расчете этого параметра с точки зрения строительства и утепления зданий необходимо учитывать следующие параметры:

• материал и толщина материалов всех компонентов стены;
• температура в помещении;
• температура снаружи помещения;
• влажность воздуха в помещении;
• влажность воздуха снаружи помещения.

Чем ближе физически расположена точка росы к внутренней поверхности стены, тем больший период времени стена будет влажная. Это будет происходить при понижении температуры воздуха как на улице, так и в помещении. Профессиональные строители знают, что для создания оптимального микроклимата в помещении в районах с значительным годовым разбросом температуры здание необходимо в первую очередь утеплять снаружи, произведя расчет толщины изолирующего слоя для правильного определения в нем физического расположения точки росы.

Окна "плачут"

Новые технологии делают жизнь комфортнее. Например, пластиковые окна позволили сделать здания более защищенными от капризов погоды, внешних звуков, эффективнее сохранять тепло, отказаться от рутинной осенне-весенней обязанности конопатить и расконопачивать оконные рамы. Но этот вариант работает на все 100 % только в том случае, если окна установлены с соблюдением всех параметров, в том числе и с учетом такого фактора, как температура точки росы. Деревянные рамы окон, даже если они хорошо законопачены, имеют естественные микропоры, служащие своеобразными вентиляционными каналами. О таких рамах говорят "дышащие". А вот пластиковые окна лишены столь необходимого компонента для создания комфортного микроклимата. Именно поэтому, когда влажность и температура перестают находиться в определенном равновесии, окна начинают "плакать" - влага скапливается на стеклах и пластиковых переборках, стекая вниз и образуя лужи на подоконниках. Это негативно сказывается на состоянии помещений - повышается влажность, предметы, находящиеся в нем, могут отсыревать, заплесневеть. При установке пластиковых окон следует всегда помнить о том, что точка росы зависит от двух факторов - от температуры поверхности окна и от влажности воздуха в помещении. Однокамерное окно в климате с низкими температурами воздуха в любом случае будет "плакать", если такое окно стоит в жилом отапливаемом помещении. Поэтому рекомендуется в таком случае ставить даже не двух, а трехкамерные окна. Тогда внутреннее стекло будет иметь достаточно высокую температуру, по сравнению со стеклом наружным, чтобы оставаться сухим. Также необходимо нормализовать влажность воздуха в квартире, наладив качественную вентиляцию. Если в квартире сухо, а окна установлены правильные, то точка росы никак себя не проявит и поверхность стекла будет оставаться сухой.

Точка росы и разрушение металла

Технические разработки позволили не заниматься высчитыванием точки росы по формулам, а использовать специальный прибор, который автоматически определяет этот параметр для влаги и углеводородов - это так называемый анализатор точки росы. Он используется специалистами во время проведения определенных видов работ, например при нанесении защитного покрытия на приборы и системы из материалов, подверженных коррозии из-за высокой влажности. Ведь если поверхность перед нанесением покрытия обладает недостаточной сухостью, то нанесенная защита работать не будет, так как не проявится достаточная адгезия, то есть сцепление между материалами. Окрашенная поверхность будет покрываться вздутиями, трещинами, а основной материал продолжит разрушаться даже под защитой. Именно для качественной антикоррозионной защиты необходимо знать точку росы, вычисляя ее при помощи формул и приборов-анализаторов.

Самочувствие и точка росы

Температура точки росы - важный природный параметр, о которым человек практически никогда не задумывается в повседневной жизни. Но этот фактор оказывает самое непосредственное влияние на самочувствие, именно здесь играет роль относительная влажность воздуха, о которой упоминается в прогнозах погоды. Так, учеными и медиками замечено, что высокий показатель точки росы ощущается как дискомфорт, и если температура воздуха высока, а точка росы приближается к ней достаточно близко, то человек страдает от влажной духоты.

Мировые метеорологические наблюдения

Расчет точки росы - важный параметр для проведения многих видов технических работ, для здоровья человека. Она входит в физические природные явления и может относиться к такой науке, как метеорология - наблюдения за погодой. Эта область изучения природы зародилась очень давно, но как научная область организовалась в 17-м веке, когда Галилео Галилеем был придуман термометр, а Отто фон Герике - барометр. Измерения температуры, влажности воздуха, атмосферного давления позволили сделать вывод о таком параметре, как точка росы. Когда его впервые зафиксировали и стали использовать в разных сферах жизнедеятельности человека, точно неизвестно, но наблюдения и фиксация этого физического явления проводятся постоянно во всех точках земного шара. Наивысшая температура точки росы была зафиксирована в иранском городке Джаска 20 июля 2012 года и составляла 35 0 С. Теперь можно понять, почему с повышением влажности воздуха и температуры окружающей среды становится трудно дышать - в этом свою роль играет такой параметр, как точка росы. Что это такое? Фактор соотношения влажности воздуха и температуры, при которых конденсируется влага.

Основная формула

Сама же точка росы как природное явление высчитывается несколькими способами. Наиболее простой представлен формулой на рисунке ниже.

В ней Т р - точка росы, RH - относительная влажность, Т - температура, цифровые значения 243,12 и 17,62 являются постоянными.

Дання формула дает погрешность в 1 0 С, и если его учесть, то параметр будет высчитан достаточно верно.

Таблица для определения точки росы

Расчет точки росы - достаточно сложный алгоритм, требующий не только знания определенных физических параметров, но и умения пользоваться определенными математическими формулами. Сложный и достаточно длительный процесс расчета можно убрать, если воспользоваться табличными значениями. В таких таблицах указывается относительная влажность воздуха и температура окружающей среды, Пересечение этих параметров в табличной сетке дает значение температуры точки росы.

Утепеление дома - снаружи или изнутри?

Формула расчета точки росы в обыденной жизни мало кому пригодится. Но вот в некоторых производствах и сферах деятельности человека без нее обойтись нельзя. Точка росы, определение которой было рассмотрено выше, является важным параметром качественного строительства и обустройства помещений любого назначения. Каким бы ни было здание, в нем должно быть сухо, а значит, точка росы в стене должна быть или устранена полностью, или сведена на максимальное удаление от внутренней поверхности. Например, строительство и утепление зданий в обязательном порядке потребуют таких расчетов. Сегодня можно найти немало табличных указателей с уже высчитанными значениями. Но многие пользуются формулами для подтверждения указанных данных и максимально точного определения точки росы для качественной тепло- и гидроизоляции помещений при конкретных условиях. В этом случае необходимо учитывать параметры материалов стен, утеплителя, пароизоляции. Опытные строители говорят о том, что точка росы не стационарный показатель, он постоянно движется с изменением внешних факторов. Но утеплять здания, расположенные в зонах с широким перепадом температурного фона в соотношении внутри-снаружи, необходимо извне помещения, то есть с улицы. Тогда точка росы будет располагаться в утеплителе, влага будет испаряться на улицу, а не вовнутрь, и помещение останется сухим.

Инструменты для измерения

Понятие точки росы широко применяется на газоизмерительных станциях, на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях, на станциях подземного хранения и осушки природного газа, для поверки гигрометров и генераторов влажного газа. Точка росы - важная характеристика для качественной эксплуатации как для жилых и промышленных помещений, так и для газопроводов и систем хранения газа. Прибор для измерения точки росы позволяет отказаться от сложных расчетов по формулам и высчитывать этот параметр при самостоятельно измерении факторов внешней среды - температуры, влажности и давления. Самый первый разработанный прибор - гигрометр психрометрический, его еще называют психрометром. Сейчас это лабораторное устройство, не применяемое в практической деятельности. Развитие электронных вычислительных анализаторов не упустило и такого физического параметра, как соотношение влажности и температуры окружающего воздуха, а значит, и вычисление точки росы. Такие устройства просты в эксплуатации, хотя некоторые модели, в том числе и обладающие свойствами тепловизора, требуют обработки полученной информации при помощи специальных компьютерных программ. Анализатор точки росы - значимое приспособление в строительстве, а также в обслуживании газопроводов и газораспределительных станций, значительно упрощающее деятельность человека.

Значение точки росы для деятельности человека

Комфорт - это тепло и уют, невозможные без определенного баланса температуры и влажности воздуха, которые во многих случаях обеспечиваются при помощи системы отопления, работающей на природном газе. Тут-то как раз и видно, насколько точка росы является важной физической характеристикой, ведь от нее зависит появление сырости, нарушение гидроизоляции, разрушение материалов, ухудшение их качества.

Природный газ важное значение имеет как для бытовых, так и производственных нужд человека. И точка росы газа играет важную роль в его транспортировке и хранении. Верно рассчитанная точка росы газа позволяет вовремя предупредить возникновение опасных ситуаций при транспортировке и хранении голубого топлива, а этот же параметр, учтенный при строительстве здания, позволит избежать появления плесени, опасной для здоровья и даже жизни людей.

Важный физический параметр, имеющий прикладное значение - точка росы. Что это такое в жизнедеятельности человека? Это тот температурный фактор, от которого зависят многие сферы быта и деятельности человека: от самочувствия до качественной эксплуатации зданий, машин и механизмов.

В климатических зонах, в которых условия меняются в зависимости от времени года либо времени суток, перед строителями стоит непростая задача выбора и расчета правильного количества стройматериалов для обустройства жилища и создания в нем комфортного микроклимата. Появляется вопрос защиты от минусовой температуры, ветров и влажности. Ответом служит простое слово – утепление. Но его эффективность напрямую зависит от точки росы, которая показывает, какое количество водяных паров есть в воздухе.

Точка росы: немного истории

С давних пор люди, которые даже не задумывались об определении какой-то там точки росы, строили себе жилища, чтобы отдохнуть в условиях полной тишины, когда ни насекомые, ни звери тебя не тревожат, не говоря уже о погодных явлениях. Если на тропическом острове хватает простенького домика из природных материалов, так как в этой местности держится комфортная температура воздуха круглый год, то совсем иной может быть ситуация в другой климатической зоне, где температура в помещении отличается от температуры на улице на несколько десятков градусов. Как же поддерживать комфортные условия в жилище при таких погодных условиях? Правильно, строить стены из соответствующего материала, который все эти напасти выдерживает, и утеплять их. Но и этого мало – нужно еще знать, что такое точка росы, и научиться правильному ее расчету.

Существуют строительные нормы, в которых для любых регионов рассчитаны различные значения, включая толщину стен здания для определенного материала, толщину утеплителя для определенной толщины стен и т.п. К сожалению, некоторые заказчики, в целях экономии материалов и уменьшении затрат на строительство, берут данные показатели по нижним границам. Здесь-то они могут наткнуться на «подводные рифы». В постоянно меняющемся климате нет гарантии, что мороз этой зимой не будет слишком сильным. В итоге, если при строительстве определение точки росы было не правильным или вообще не проводилось, из-за смен температуры и влажности на улице, внутри помещения начинают мокнуть стены, а со временем появляются плесень и грибок.

Наши предки испробовали множество стройматериалов, которые обеспечивали в регионах с суровыми зимами надежную защиту от морозов и снега, воды и дождей весной-осенью и зноя летом. Им хватало построить избу с толстыми дышащими стенами (так сказать, с запасом), поставить хорошую печь внутри, обеспечив правильную циркуляцию теплого воздуха, и дело было сделано. В таком жилище любой человек чувствовал себя уютно, даже не задаваясь вопросом о расчете точки росы. Но шло время…

С появлением больших городов и их развитием люди стали строить многоэтажные дома. Начали применять новые материалы в строительстве. Стройфирмы и частники стали экономить на материале, руководствуясь при строительстве нижними границами значений строительных нормативных актов. Кроме того, в холодную и зимнюю пору в многоквартирных (и не только) домах стали использовать не тепло от печки, а центральное отопление либо системы индивидуального отопления, работающие по тому же принципу.

Зачем нужен правильный расчет точки росы при утеплении дома?

Приходилось ли вам видеть не утепленный дом, в котором (особенно когда минус на улице) стены у потолка или пола влажные? Что это за влага? Оказывается, роса. Внутри помещения? Да! И не только внутри помещения, но и в стенах, в полу.

Влажность, температура и атмосферное давление. При изменении этих трех величин происходит выпадение осадков. Осадки бывают в виде дождя, снега и в виде росы. О последней поговорим подробнее.

В результате соприкосновения холодной поверхности и влажного теплого воздуха, его влажность падает, и на этой поверхности начинает образовываться конденсат. Данный процесс можно наблюдать на стенках стакана с холодным напитком.

Температуру, при которой этот конденсат выпадает, и называют температурой точки росы (ТТР). При определенном значении температуры и атмосферного давления при повышении влажности воздуха повышается и значение точки росы, которое выражается в градусах. Стенки стакана со льдом имеют температуру точки росы. Таким образом, данное понятие используют для того, чтобы каким-то образом указать содержание водяного пара в воздухе. Рассчитав все правильно, вы узнаете значение температуры, при котором влажность воздуха доходит до 100 процентов. Если эта температура равняется температуре воздуха (она не может ее превышать), значит, образуется туман или дождь (зависит от давления). Если она значительно меньше, осадков не будет.

Итак, если есть влажный воздух и объект, температура которого имеет ТТР, на данном предмете будет скапливаться влага. Вот почему нужно проводить определение точки росы при различных строительных работах, включая воздвижение стен, их утепление, заливку наливных полов, теплоизоляцию крыш зданий и т.п. К примеру, при , если температура на улице будет такой, что точка росы будет находиться в районе от центра стены, ближе к внутреннему ее краю, вы увидите мокрое пятно у себя в комнате, пока температура на улице не повысится. Если подобное будет продолжаться в течение некоторого времени, на данных поверхностях образуется грибок, любящий сочетание влажности, тепла и углекислого газа (который мы выдыхаем из легких). Вот теперь мы и приблизились к основному моменту.

Определение точки росы

Пример № 1

Возьмем, допустим, очень часто встречающийся в строительстве случай: устройство наливных полов. Влажность воздуха в помещении и температура основы, на которую будет наноситься покрытие, играет большую роль. Ведь если пол будет иметь ТТР, влага, выделяющаяся в нем, может негативно сказаться на прочности будущего покрытия – появляются всякого рода деформации, которые вскоре превращаются в отслоение покрытия. Чтобы избежать подобного, необходимо измерить влажность в помещении (гигрометром) и температуру воздуха. Расчет точки росы проводим по формуле:

Или исходя из готовой таблицы:

Нажмите, чтобы увеличить

К примеру, если точка росы получилась 11 градусов Цельсия, а температура основы не выше точки росы на 5 градусов, устанавливать наливной пол не рекомендуется.

Пример №2

Обустройство внешнего утепления дома пенопластом или . В этом случае дело обстоит гораздо сложнее. Ведь нужно измерять температуру и влажность снаружи и внутри помещения во всевозможных комбинациях, которые случаются в вашей климатической зоне. На помощь строителям разработаны нормы СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» и СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Также производители систем утепления предоставляют на своих сайтах специальные калькуляторы по расчету толщины изолятора в зависимости от параметров стен и климатических условий, чтобы точка росы не оказалась в ненужном месте.

Почему потеют окна, двери, стены? Почему покрываются конденсатом вещи, занесенные с холода в теплое помещение? Почему мокреют трубы холодной воды? - ответ один, температура поверхности предмета ниже температуры точки росы .

Точка росы (Температура точки росы ТР ) – это температура, при которой начинает образовываться роса, т.е. температура до которой необходимо охладить воздух, что бы относительная влажность достигла 100%

Со школьного курса физики мы знаем, что влажность воздуха (содержание воды в воздухе) определяется двумя параметрами:

Абсолютная влажность;
Относительная влажность.

С абсолютной влажностью (f ) все понятно – это количество воды, в граммах, содержащейся в одном кубическом метре воздуха, единица измерения – грамм в метре кубическом, г/м3 .

f = m / V

V - объём влажного воздуха;

m - масса водяного пара, содержащегося в этом объёме.

Относительная влажность (RH ) – это количество воды содержащейся в воздухе относительно максимально возможного количества воды при данной температуре и давлении, единица измерения проценты, % .

Причем с увеличением температуры , максимально возможное количество воды содержащейся в воздухе – увеличивается .

Соответственно при уменьшении температуры – уменьшается .

При дальнейшем понижении температуры «лишняя » вода начнет конденсироваться в виде капель росы – это и есть точка росы .

Несколько фактов о точке росы.

• Температура точки росы не может быть выше текущей температуры.
• Чем выше температура точки росы, тем больше влаги находится в воздухе
• Высокие температуры точки росы бывают в тропиках, низкие в пустынях, полярных областях.
• Относительная влажность (RH) около 100 % приводит к выпадению росы, инея(замороженная роса), тумана.
• Относительная влажность (RH) достигает 100 % в период дождей.
• Высокие точки росы обычно происходят перед холодными температурными фронтами.

Как определить, рассчитать точку росы?

Ответ очевиден –

1. Для определения точки росы существуют специальные таблицы,

где в столбцах указана Относительная влажность в % , в строках – температура окружающего воздуха в °С , в клетках на пересечении - температура точки росы, для выбранной влажности и температуры.

Для примера выбрана относительная влажность 60 %, комнатная температура 21 °С на пересечении видим значение точки росы 12,9 °С.

Соответственно при данных условиях, конденсация влаги произойдет на холодных поверхностях (например, оконных стеклах) с температурой поверхности ниже, чем 12,9 °С .

На специализированных сайтах существуют более подробные таблицы определения точки росы, но для «домашнего пользования» вполне достаточно, ниже приведенной таблицы, ее можно сохранить, распечатать и использовать при необходимости.

2. При расчете температуры точки росы, используем формулы 1.1 и 1.2 .

Формула для приблизительного расчёта точки росы в градусах Цельсия (только для положительных температур):

Tp = (b f (T, RH)) / (a - f (T, RH)) , (1.1 )

f (T, RH) = a T / (b + T) + ln (RH / 100) , (1.2 )

Тр – температура точки росы, °С ;

a = 17.27;

b = 237,7;

Т – комнатная температура, °С ;

RH – относительная влажность, %;

Ln – натуральный логарифм .

Рассчитаем точку росы для тех же значений температуры и влажности.

Т = 21 °С;

RH = 60 %.

Вначале вычислим функцию f (T, RH)

f (T, RH) = a T / (b + T) + ln (RH / 100),

f (T, RH) = 17,27 * 21 / (237,7+21) + ln (60 / 100) =

= 1,401894 + (-0,51083) = 0,891068

Затем температуру точки росы

Tp = (b f (T, RH)) / (a - f (T, RH)),

Tp = (237,7 * 0,891068) / (17,27 - 0,891068) =

= 211,807 / 16,37893 = 12,93167 °С

Итак, наш результат вычислений Тр = 12,93167 °С .

3. Значительно проще рассчитать точку росы используя «Калькулятор расчета точки росы » на нашем сайте.

Заполняем значения:

Температура воздуха внутри помещения, °С . - 21 ;

Относительная влажность, % . – 60 .

Как видим, значение точки росы для всех трех способов совпадает :

Тр = 12,9 °С;

Тр = 12,93167 °С;

Тр = 12,93 °С.

Разница лишь в количестве знаков после запятой.

Возникают справедливые вопросы – зачем нам нужна эта точка росы , зачем мы уделяем так много времени для определения или расчета, какое практическое применение имеет точка росы?

В местах, где постоянно скапливается влага, создаются, благоприятные условия для развития плесени, грибковых спор, что очень отрицательно влияет на здоровье находящихся вблизи людей .

Зная точку росы, мы можем не допустить образования конденсата на поверхностях нашего помещения.

Собираясь утеплять свои жилища, многие владельцы домов сталкиваются с проблемой выбора утеплительных материалов. Действительно, ассортимент теплоизоляторов достаточно велик и все они имеют разные характеристики и области применения. Одним из основных параметров утеплителя является паропроницаемость - свойство материалов и конструкций, выполненных из них, пропускать сквозь себя водяной пар. Зачем нам нужно знать этот параметр?

Дело в том, что влажные, тем более мокрые, теплоизоляционные материалы существенно увеличивают свою теплопроводность. И как следствие перестают выполнять теплоизолирующие функции, т.е. утеплитель уже не утепляет, а присутствует только для вида. Мало того влага, сконденсировавшаяся в материале ограждающей конструкции, замерзая зимой, разрушает его изнутри, ослабляя конструктивную прочность, что чревато резким ухудшением здоровья жильцов.

При изучении этих процессов появляется на свет так называемая «точка росы» - термин, связанный с конденсацией водяного пара. Какое отношение он имеет к строительству, мы сейчас и попробуем разобраться. По-простому, что называется «на пальцах».

Начнем издалека. Вода - основа жизни на нашей планете - присутствует в наших домах в трех агрегатных состояниях:

• в жидком - в водопроводных трубах, стакане, наших животиках;
• в газообразном - в виде пара над кастрюлькой с супом, в паровом утюге, в выдыхаемом нами воздухе;
• в твердом - в сосульках на крыше, в виде льда на крыльце (куда смотрят дворники?!), в морозилке холодильника и бокале виски.

Помимо этих очевидных мест, вода еще находится в ограждающих конструкциях (стенах, перекрытиях, кровле) нашего дома. С целью упрощения понимания в дальнейшем мы будем рассматривать только стены (точнее одну стену), подразумевая, что схожие процессы протекают и в других конструкциях здания.

Прежде чем рассматривать паропроницаемость стен, остановимся на водяном паре. Как и все газы, составляющие воздух в помещении, он обладает парциальным давлением (парциальный - частичный, составляющий часть чего-либо). То есть водяной пар давит на стену с определенной силой. И если снаружи (с улицы) на эту же стену давит с такой же силой тот же водяной пар, то он (пар) никуда двигаться не будет.

Но если дома жарко и сыро, а за окном холодный сухой морозец, то пар, как скаковая лошадь, ринется туда, где его парциальное давление ниже (так как влаги в уличном воздухе нет или очень мало), т.е. на улицу, проникая сквозь поры материала стены. При этом охлаждаясь по пути (ведь температура внутренней поверхности стены +25 °С, а наружной, например, –20 °С, мороз, однако), и по мере остывания превращаясь в воду (конденсируясь).

Переходить в другое агрегатное состояние (воду) водяной пар может при понижении температуры, повышении атмосферного давления, увеличении количества пара в воздухе (повышении влажности). Нормальное атмосферное давление (760 мм ртутного столба) там, где живут люди, может изменяться всего лишь на пару–тройку процентов в обе стороны, поэтому его влияние мы учитывать не будем.

Рассмотрим физику процесса конденсации пара в материале стены по мере его продвижения изнутри наружу. Для простоты будем считать, что температура воздуха внутри и снаружи помещения постоянны. Количество водяного пара в граммах в единице объема воздуха (1 м 3) называется абсолютной влажностью воздуха. В строительных теплофизических расчетах применяется параметр относительная влажность воздуха . Он показывает количество водяного пара в воздухе в долях от максимально возможного при конкретной температуре и чаще всего выражается в процентах.

Например, относительная влажность воздуха 60% при температуре 20 °С, говорит о том, что в одном кубическом метре воздуха в виде пара находится 10,4 грамма воды, что составляет 60% (6/10) от максимального количества воды (17,3 грамма в 1 м 3), которое может находиться в парообразном состоянии в том же кубометре воздуха при данной температуре.

Каждый i –тый газ, составляющий наш воздух (азот, кислород, аргон, углекислый газ и др.) как и водяной пар, создает свое собственное парциальное давление е i , определяемое согласно уравнению Клапейрона (формулу смотрите на картинке). Сумму парциальных давлений газов воздуха можно измерить с помощью обыкновенного барометра. Доля давления насыщенного пара в ней не превышает 0,1 % и для температуры 20 °С составляет примерно 2,34 кПа (смотри таблицу).

При 100% относительной влажности воздух максимально насыщен водяным паром и называется насыщенным (по аналогии с объевшимся человеком). Степень насыщенности воздуха водяным паром зависит только от его температуры, чем она выше, тем больше молекул воды в единице объема может находиться в парообразном состоянии. Зависимость давления насыщенного пара от его температуры была снята экспериментальным путем и занесена в специальные таблицы. Парциальное давление насыщенного водяного пара называется давлением насыщения воздуха водяным паром и обозначается символом Е (смотри картинку с графиками).

Если увеличить температуру воздуха с некоторой (отличной от ноля) абсолютной влажностью его относительная влажность понизится, так как величина парциального давления водяного пара растет линейно от температуры, причем достаточно медленно, а давление насыщения растет по экспоненте (т.е. гораздо быстрее). Наоборот, при охлаждении воздуха относительная влажность возрастет вследствие более быстрого снижения величины давления насыщения.

По мере остывания влажного воздуха до некоторой температуры, когда парциальное давление пара станет равным давлению насыщения паром при этой же температуре, относительная влажность воздуха составит 100%, то есть воздух достигнет максимального насыщения водяным паром. Эта температура называется точкой росы . Если воздух будет и далее охлаждаться, то часть влаги начнет из него конденсироваться. Воздух при этом будет по-прежнему полностью насыщен водяным паром, а его давление насыщения будет снижаться в соответствии с падающей температурой.

В процессе снижения температуры, она в каждый момент времени будет точкой росы для новой сформировавшейся абсолютной влажности воздуха. Другими словами, по мере продвижения (диффузии) водяного пара сквозь материал стены в сторону холодной улицы, он с каждым сантиметром будет попадать во все более холодные слои, и, остывая, продолжит конденсироваться, увлажняя при этом стену.

Условием отсутствия образования конденсата на внутренней поверхности стены и в ее толще является поддержание температуры ограждающих конструкций и воздуха в помещении выше точки росы, а это значит, что парциальное давление водяных паров в каждой точке сечения стены должно быть меньше давления насыщения пара. Соблюдения этого условия можно добиться наружным утеплением стен, их внутренней пароизоляцией, снижением абсолютной влажности воздуха в помещении путем его проветривания и вентилирования.

О том, чем и , не опасаясь обрушения перекрытий, расскажем в следующей статье.

Точкой росы называется температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Проще говоря, это температура, при которой выпадает конденсат.

Температура точки росы определяется только двумя параметрами: температурой и относительной влажностью воздуха. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры.

Таблица с точкой росы

Таблицу с температурой точки росы для различных значений температур (от -5°С до 35°С) и относительной влажности (от 40% до 95%) воздуха в помещении можно найти в справочном Приложении Р к СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». К сожалению, в эту таблицу закралось несколько опечаток. Я подготовил для вас , там опечатки исправлены.

Формула расчета точки росы

Вы можете воспользоваться формулой для приблизительного расчёта точки росы Тр (°С) в зависимости от температуры воздуха Т (°С) и его относительной влажности Rh (%):

Формула обладает погрешностью ±0.4 °С в диапазоне температуры воздуха Т от 0°С до 60°С, температуры точки росы Тр от 0°С до 50°С, относительной влажности Rh от 1% до 100%.

Приборы с определением точки росы

Психрометр (гигрометр психрометрический) - прибор для измерения влажности воздуха и его температуры. Психрометр состоит из двух спиртовых термометров, один из них - обычный сухой термометр, а второй имеет устройство увлажнения. Вследствие испарения влаги, увлажнённый термометр охлаждается. Чем ниже влажность, тем меньше его температура. При 100% влажности показания термометров одинаковы. Для определения относительной влажности используют психрометрическую таблицу. Такие приборы в настоящее время используются только в лабораторных условиях.

Наиболее удобны в практике обследования зданий портативные электронные термогигрометры с индикацией температуры и относительной влажности воздуха на цифровом дисплее. Отдельные модели термогигрометров имеют также индикацию точки росы.

Расчет точки росы в тепловизоре

Некоторые модели тепловизоров имеют встроенную функцию расчета точки росы в реальном времени и отображения на термограмме изотермы, наглядно показывающей поверхности, где температура ниже точки росы во время тепловизионной съемки. Такая функция есть, к примеру, линейке тепловизров строительного назначения (серия «B» от «Building») FLIR Systems.

Изотерму по точке росы можно добавить на термограмму позже в программе обработки на компьютере. Для расчета понадобится задать температуру и влажность воздуха. Изотерма закрасит на термограмме все поверхности, температура которых ниже точки росы. Не забывайте, что эта функция показывает опасные для конденсации участки только при услових тепловизионного обследования. Если наружная температура повысится, а внутри влажность упадет, опасные зоны исчезнут с термограммы (конструкции будут теплее, а точка росы ниже). Ниже приведены скриншоты программ FLIR и TESTO.

Точка росы в строительстве

О значении конденсации и точки росы при эксплуатации строительных конструкций, положении точки росы или плоскости возможной конденсации в стенах, оценке дефектности конструкций по критерию точки росы с использованием тепловизионной съемки я напишу в одной из следующих публикаций.