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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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:
- Населённый пункт, в котором построено (строится) здание. Тут же появляется статистика среднемесячных температур, относительной влажности, давления в этом регионе.
- Вид помещения. Очевидно, что влажность воздуха в ванной будет выше, чем в комнате, а это в свою очередь влияет на вид допустимого утеплителя.
- Тип конструкции. Здесь на выбор предлагается стена, перекрытие, чердачное перекрытие и другие позиции.
- Слои конструкции. Здесь принимается во внимание, что находится за утепляемой стеной – другое помещение либо улица.
- Материал перекрытия или стены.
- 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.
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.
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.
- Включите прибор. Обратите внимание на заряд батареи.
- Поднесите наконечник сенсора к исследуемой поверхности под прямым углом.
- Чтобы зафиксировать данные замера, нажмите кнопку Hold в меню. Так Вы сможете ознакомиться с результатом в комфортном положении прибора.
- Для сохранения данных нажмите кнопку Save.
- При необходимости перенести информацию на компьютер подключите прибор к сети через USB.
- Скопируйте данные на компьютер.
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.
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.
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.
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?
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.
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.
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.