Что такое точка росы и как рассчитать точку росы в стене. - самстрой

Расчет значения точки росы

Здесь мы рассмотрим, как рассчитать точку росы несколькими способами:

с помощью таблицы нормативного документа;
по формуле;
с помощью онлайн-калькулятора.

Расчет с помощью таблицы

Расчет точки росы при утеплении дома может быть произведен с помощью таблицы нормативного документа СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

Температура в помещении, °C	Температура точки росы при влажности, %
40	45	50	55	60
18	4,2	5,9	7,44	8,83	10,12
19	5,09	6,81	8,36	9,76	11,06
20	6,0	7,72	9,28	10,69	12,0
21	6,9	8,62	10,2	11,62	12,94
22	7,69	9,52	11,12	12,56	13,88
23	8,68	10,43	12,03	13,48	14,82
24	9,57	11,34	12,94	14,41	15,76
25	10,46	12,75	13,86	15,34	16,7
26	11,35	13,15	14,78	16,27	17,64
27	12,24	14,05	15,7	17,19	18,57
28	13,13	14,95	16,61	18,11	19,5
29	14,02	15,86	17,52	19,04	20,44
30	14,92	16,77	18,44	19,97	21,38

Для определения значения температуры выпадения конденсата достаточно посмотреть на пересечение величин температуры и влажности, устанавливаемых нормативами для каждой категории помещений.

Расчет по формуле

Другой способ, как определить точку росы в стене, – с помощью упрощенной формулы:

Значения:

Тр – искомая точка росы;

а – постоянная = 17,27;

b – постоянная = 237,7 °C;

λ(Т,RH) – коэффициент, рассчитываемый по формуле:

Где:Т – температура воздуха внутри помещений в °C;

RH – влажность в долях объема в пределах от 0,01 до 1;

ln – логарифм натуральный.

Для примера рассчитаем искомое значение в помещении, где должна поддерживаться оптимальная температура 20 °C с относительной влажностью 55 %, что установлено нормативами для жилых зданий. В этом случае сначала подсчитываем коэффициент λ(Т,RH):

λ(T,RH) = (17,27 х 20) / (237,7 + 20) + Ln 0,55 = 0,742

Тогда величина температуры выпадения конденсата из воздуха будет равна:

Тр = (237,7 х 0,742)/(17,27 – 0,742) = 176,37/ 16,528 = 10,67 °C

Если сравнить значение температуры, полученной по формуле, и значение, полученной из таблицы (10,69°C), то увидим, что разница составляет всего лишь 0,02°C. Это значит, что обе методики позволяют найти искомое значение с высокой точностью.

Как образуется

Физический процесс образования явления определяется термодинамическими особенностями воздушных масс и содержащихся в них водяных паров. Появление капель воды на растениях и приземных поверхностях происходит из-за попадания теплого насыщенного влагой воздуха на более холодную поверхность (почва, растительность). Данные объекты остывают быстрее воздуха, отдавая накопленное во время дневного нагрева тепло в атмосферу и «подогревая» ее нижние слои. По законам физики более теплые воздушные массы в атмосфере поднимаются вверх с одновременным увеличением относительной влажности. Процесс происходит до тех пор, пока воздух, охладившись, не окажется перенасыщенным водяными парами.

Для дальнейшего рассмотрения процесса формирования явления потребуется понятие «точка росы».

Что называется точкой росы

Температура, при которой содержащийся в воздушной среде пар достигает насыщения и начинает конденсироваться, называется точкой росы.

Состояние насыщения характеризуется невозможностью дальнейшего растворения воды в воздухе, вследствие чего происходит ее выпадение в виде осадка. Данный процесс называется конденсацией водяных паров.

Зная относительную влажность и температуру воздуха можно с помощью специальных таблиц определить точку росы. При этом померить температуру и влажность воздуха можно специальным прибором – психрометром.

Стоит отметить, что наиболее интенсивно появление росы происходит после жаркого дня на поверхностях, легко отдающих тепло в атмосферу (к примеру, трава).

Наличие ветра, в свою очередь, препятствует образованию данного явления природы.

На выпадение данного вида осадков влияет и относительная влажность воздуха. С ростом влажности воздуха повышается и точка росы. Это происходит вплоть до уравнивания с температурой окружающей среды при стопроцентной влажности. В случае низкой влажности картина обратная – образование конденсата будет происходить при температуре, ниже фактической.

Обильное выпадение конденсата проявляется преимущественно в тропических широтах, где в нижних слоях атмосферы содержится большое количество водяных паров. Кроме того, на интенсивность образования конденсата в тропиках влияет долгая продолжительность ночей и значительная обильность растительного покрова, интенсивное остывание которого приводит к быстрому наступлению точки росы, и, как следствие, образованию конденсата в большом количестве.

Определение понятия “точка росы”

На данный момент нет смысла задумываться над тем, как рассчитать точку росы, поскольку это давно уже сделано специалистами, а результаты сведены в таблицу. В ней указываются значения температур поверхностей, ниже которых из воздуха с различной влажностью начинает выделяться конденсат.

Как видите, фиолетовым цветом здесь выделена нормативная температура в помещении в зимнее время года – 20 °С, а зеленым обозначен сектор, что охватывает диапазон нормированной влажности – от 50 до 60%. При этом точка росы колеблется от 9.3 до 12 °С. То есть, при соблюдении всех норм конденсация влаги внутри дома невозможна, поскольку в нем нет поверхностей с такой температурой.

Другое дело – наружная стена. Изнутри ее омывает воздух, нагретый до 20 °С, а снаружи – минус 20 °С, а то и больше. Значит, в толще стены температура постепенно растет от минус 20 °С до 20 °С и в каком-то месте она обязательно будет равна 12 °С, что при влажности 60% даст точку росы. Но для этого еще нужно, чтобы водяной пар добрался до этого места сквозь материал ограждения. И тут возникает еще один фактор, влияющий на определение точки росы – паропроницаемость материала, которая всегда учитывается при строительстве.

Теперь можно перечислить все факторы, влияющие на образование влаги внутри наружных стен в процессе эксплуатации:

температура воздуха;
относительная влажность воздуха;
температура в толще стены;
паропроницаемость материала ограждения.

Так как ограждение проницаемо, то оно способно самостоятельно избавляться от выделяющейся влаги, при этом важную роль играет вентиляция с обеих сторон. Неспроста наружное утепление стен минеральной ватой делается вентилируемым, ведь точка росы в этом случае находится в утеплителе. Если все сделано правильно, то выделяющаяся внутри ваты влага через поры покидает ее и уносится потоком вентиляционного воздуха.

Современные полимерные утеплители практически не пропускают пар, поэтому при утеплении стен их лучше располагать снаружи. Тогда необходимая для конденсации температура будет внутри пенопласта или пенополистирола, но пары к этому месту не доберутся, а потому и увлажнения не возникнет. И наоборот, утеплять полимером изнутри не стоит, так как точка росы останется в стене, а влага станет выделяться на стыке двух материалов.

Внутреннее утепление осуществимо при таких условиях:

стена достаточно сухая и относительно теплая;
утеплитель должен быть паропроницаемым, дабы выделяющаяся влага могла покинуть конструкцию;
в доме должна хорошо действовать вентиляция.

Для того, чтобы понимать процессы, происходящие в стене, я вначале остановлюсь на таком понятии, как точка росы в строительстве.

Определение точки росы – это температура, при которой выпадает конденсат (влага из воздуха превращается в воду). Точка с этой температурой располагается в определенном месте (на стене снаружи, где-то в толще стены или на стене внутри).

В зависимости от расположения точки росы (дальше или ближе по толщине стены к внутреннему помещению) стена или сухая, или мокрая внутри.

Точка росы (температура выпадения конденсата) зависит от:

температуры воздуха внутри помещения.

1. Если внутри помещения температура 20 градусов, и влажность внутри помещения 60%, то на любой поверхности с температурой ниже 12 градусов выпадет конденсат.

Чем ниже влажность в помещении, тем точка росы ниже фактической температуры воздуха внутри помещения.

2. При температуре внутри помещения 20 градусов, и влажности внутри помещения 40%, то на любой поверхности с температурой ниже 6 градусов выпадет конденсат.

Чем выше влажность в помещении, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха внутри помещения.

3. При температуре внутри помещения 20 градусов, и влажности внутри помещения 80%, то на любой поверхности с температурой ниже 16, 44 градусов выпадет конденсат.

4. При температуре внутри помещения 20 градусов, и влажности внутри помещения 100%, то на любой поверхности с температурой ниже 20 градусов выпадет конденсат.

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):

-5°С — 3,25.
0°С — 4,85.
+10°С — 9,41.
+22°С — 19,44.
+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.

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.

Вред точки росы для стен дома

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

в наружном утеплителе стены
в стене, ближе к наружной части
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.

Определение точки росы

Другое дело – наружная стена. Изнутри ее омывает воздух, нагретый до +20 °С, а снаружи – минус 20 °С, а то и больше. Значит, в толще стены температура постепенно растет от минус 20 °С до + 20 °С и в каком-то месте она обязательно будет равна 12 °С, что при влажности 60% даст точку росы. Но для этого еще нужно, чтобы водяной пар добрался до этого места сквозь материал ограждения. И тут возникает еще один фактор, влияющий на определение точки росы – паропроницаемость материала, которая всегда учитывается при строительстве.

температура воздуха;
относительная влажность воздуха;
температура в толще стены;
паропроницаемость материала ограждения.

Паропроницаемость – это характеристика, показывающая, какое количество водяного пара может пропустить через себя тот или иной материал за определенный промежуток времени. К проницаемым относятся все конструктивные материалы с открытыми порами – бетон, кирпич, дерево и так далее. В народе бытует выражение, что дома, возведенные из них, «дышат». Примерами пористого утеплителя служат минеральная вата и керамзит.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что в обычных и утепленных стенах всегда есть условия для возникновения точки росы. Вот в этом месте и появляется много небылиц и страшилок, связанных с огромным количеством воды, прямо-таки вытекающим из стен при конденсации, и растущей на них массой плесени. В действительности все не так страшно, ведь эта точка не занимает стационарную позицию в ограждении. С течением времени условия с обеих сторон конструкции постоянно меняются, отчего и точка росы в стене перемещается. В строительстве это называется зоной возможной конденсации.

Внутреннее утепление осуществимо при таких условиях:

стена достаточно сухая и относительно теплая;
утеплитель должен быть паропроницаемым, дабы выделяющаяся влага могла покинуть конструкцию;
в доме должна хорошо действовать вентиляция.

Термодинамические свойства

Вода и водяной пар являются телами, активно работающими, например, в паровой турбине. Свойства полностью зависят от конструкции и остальных элементов турбины. С точки зрения свойств воды, она почти не сжимается и если изменить ее давление, то не изменится удельный объем и будет равен от 10-3 м3/кг. При нагревании энтальпия начинает пропорционально меняться. Нагревание в открытом сосуде вызывает поверхностный пар, поднимающийся кверху.

Молекулы воды разрывают свои связи, и расходуется теплота, происходит испарение. Влажный пар представлен в виде сухого пара и насыщенного пузырьками воды пара. Еще совсем недавно для паровой турбины использовали перегретый пар, который в турбине расширялся и становился влажным. Законы смешения определяют термодинамические свойства пара.

6 Вред точки росы для стен дома

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

в наружном утеплителе стены
в стене, ближе к наружной части
в стене, ближе внутренней части

6.1 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

6.2 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.

6.3 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.

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.

Жидкость — газ

Нагревание жидкости вызывает большой рост температуры, который постоянно увеличивается при нагревании, пока не достигнет максимальной точки. Выделяется огромное количество тепла, чтобы произошел этот процесс. Если газ начинает охлаждаться, его температура постепенно понижается и при пиковой точке через теплоту парообразования газ возвращается в жидкое состояние. Пар может превратиться в воду только при потере тепла. Например, при кипении воды на кухне на стекле образуется пар, и окна запотевают, как только помещение начнет терять температуру, пар теряется в равновесии и капельками скапливается на подоконнике.

Даже тело человека более чем на 60% состоит из воды, она участвует в биохимических реакциях. Вода выводит из организма вредные вещества и яды, регулирует температуру тела человека. Вода относится к главному источнику энергетических ресурсов, используется в ГЭС и превращает механическую энергию воды в электричество. Ученые почти всех стран занимались исследованием воды, проводили опыты и лабораторные работы. Пар – жидкость в равновесии это такое состояние, когда два вещества находятся в фазе газовая, а испарение равно скорости образования конденсата. Одним словом, это система превращения пар-вода. Теория равновесия достигается даже в относительно замкнутом состоянии, когда происходит контакт воды и паров без вмешательства. В 2011 году было открыто гигантское облако пара, и ученые Гарвард-Смитсоновского центра сделали доклад по описанию явления. Однозначно вода есть и в других галактиках, так как главными ее составляющими являются водород и кислород.

Если не учитывать точку росы

В строительной отрасли пренебрежение правилами может привести к нежелательным последствиям. Металл, кирпич, бетон, дерево и другие материалы будут иметь более короткий срок службы. Образование конденсата в области материалов полимерной плотности при их установке в качестве теплоизоляции недопустимо и приводит к следующим проблемам

Структуры выходят из строя преждевременно, что приводит к преждевременному разрушению.
Поверхность материала набухает;
Конденсация необходима на поверхностях с температурой ниже точки росы;
Большие участки отделочного материала отслаиваются;
Вредные грибки и плесень развиваются на стенах, вызывая болезни;

Факторы, влияющие на скорость испарения

Учеными выделены такие основные факторы, которые имеют влияние на скорость испарения:

Химические и физические свойства жидкости, характер связей между молекулами, плотность вещества. Чем ближе друг к другу расположены молекулы жидкости, тем им труднее набрать нужную скорость, чтобы вылететь и тем ниже скорость испарения, и тем больше температура кипения. К слову спирты и алкоголь улетучиваются гораздо быстрее, нежели просто вода.
Температура. В отличии от явления кипения, испарение жидкости может происходить даже при минусовых температурах жидкости. Но все равно при понижении температуры скорость движения частиц уменьшается, и как следствие уменьшается скорость испарения.
Размер поверхности. Тут все просто, чем больше площадь испарения, то есть площадь соприкосновения жидкости с воздухом, тем большей будет скорость испарения.
Скорость ветра также может влиять на скорость испарения в природных условиях, так как быстрое движение воздуха «сдувает» молекулы с поверхности, увеличивая их скорость и кинетическую энергию.
Атмосферное давление, чем оно ниже, тем быстрее испаряется любая жидкость.

Расчёт показателя росы

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

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

Правильное определение точки росы важно в авиации. Образующийся на определённой высоте полёта конденсат может привести к обледенению корпуса самолёта с множественными негативными последствиями

Особенно обледенение способно препятствовать успешному полёту во время взлёта и посадки, поэтому обработка корпуса средствами против обледенения – важная часть подготовки к полёту

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