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:

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

После заполнения всех необходимых полей программа составит график точки росы.

Таблица определения точки росы

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

Таблица 1. Определение точки росы по двум показателям.

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.

1. Включите прибор. Обратите внимание на заряд батареи.

   

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

   

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

   

4. Для сохранения данных нажмите кнопку Save.

   

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

   

6. 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 , 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.

Видео — Что такое точка росы?

Понятие о точке росы

Точка росы – это температура, при которой происходит выпадение или конденсация влаги из воздуха, до этого находящейся в нем в парообразном состоянии. Другими словами, точка росы в строительстве – это граница перехода от пониженной температуры воздуха снаружи ограждающих конструкций к теплой температуре внутренних обогреваемых помещений, где возможно появление влаги, расположение ее зависит от используемых материалов, их толщины и характеристик, места размещения утепляющего слоя и его свойств.

В нормативном документе СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» (Москва, 2004 г.) и СНиП 23-02 «Тепловая защита зданий» регламентируются условия, касающиеся учета и величины точки росы:

«6.2 В СНиП 23-02 установлены три обязательных взаимно связанных нормируемых показателя по тепловой защите здания, основанные на:

«а» – нормируемых значениях сопротивления теплопередаче для отдельных ограждающих конструкций тепловой защиты здания;

«б» – нормируемых величинах температурного перепада между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающей конструкции и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции выше температуры точки росы;

«в» – нормируемом удельном показателе расхода тепловой энергии на отопление, позволяющем варьировать величинами теплозащитных свойств ограждающих конструкций с учетом выбора систем поддержания нормируемых параметров микроклимата.

Требования СНиП 23-02 будут выполнены, если при проектировании жилых и общественных зданий будут соблюдены требования показателей групп «а» и «б» либо «б» и «в».

Конденсация водяных паров легче всего происходит на какой-то поверхности, однако влага может появляться и внутри толщи конструкций. Применительно к конструкции стен: в том случае, когда точка росы расположена близко или непосредственно на внутренней поверхности, при определенных температурных условиях в холодное время года на поверхностях будет неизбежно выпадать конденсат. Если ограждающие конструкции недостаточно утеплены или сооружены вообще без устройства дополнительного утепляющего слоя, то точка росы всегда будет расположена ближе к внутренним поверхностям помещений.

Появление влаги на поверхностях конструкций чревато неприятными последствиями – это создает благоприятную среду для размножения микроорганизмов, таких как грибок и плесень, споры которых всегда присутствуют в воздухе. Для того чтобы избежать этих негативных явлений, необходимо правильно рассчитать толщину всех элементов, входящих в состав ограждающих конструкций, в том числе рассчитать точку росы.

Согласно указаниям нормативного документа СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» (Москва, 2004 г.):

«5.2.3 Температура внутренних поверхностей наружных ограждений здания, где имеются теплопроводные включения (диафрагмы, сквозные включения цементно-песчаного раствора или бетона, межпанельные стыки, жесткие соединения и гибкие связи в многослойных панелях, оконные обрамления и т. д.), в углах и на оконных откосах не должна быть ниже, чем температура точки росы воздуха внутри здания…».

Если температура поверхности стены внутри помещений или оконных блоков будет ниже, чем расчетная величина точки росы, то конденсат с большой вероятностью будет появляться в холодное время года, когда температура наружного воздуха понизится до отрицательных значений.

Решение задачи – как найти точку росы, ее физической величины, является одним из критериев обеспечения требуемой защиты зданий от потерь тепла и поддержания нормальных параметров микроклимата в помещениях, согласно с условиями СНиП и санитарно-гигиенических нормативов.

Расчет значения точки росы

• 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» (Москва, 2004 г.)

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:
$$\quicklatex{size=25}\boxed{T_{p}= \frac{b\times \lambda (T,RH)}{a — \lambda(T,RH)}}$$

Значения:

Тр – искомая точка росы;

а – постоянная = 17,27;

b – постоянная = 237,7 °C;

λ(Т,RH) – коэффициент, рассчитываемый по формуле:
$$\quicklatex{size=25}\boxed{\lambda(T,RH) = \frac{{(a\times T})}{(b + T) + {\ln RH}}}$$
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.

Расчет с помощью онлайн-калькулятора

На примерах видно, что такая задача, как определить точку росы, не является особо сложной. На основе таблиц и формул разрабатывают онлайн-калькуляторы, поэтому, если перед вами стоит проблема, как рассчитать точку росы в стене, калькулятор для этого имеется на сайте. Для расчета достаточно заполнить два поля – внести показатели установленной нормативной температуры внутри помещений и относительной влажности.

Определение положения точки росы в стене

Для того чтобы обеспечить нормальные качества ограждающих конструкций по теплозащите, нужно не только знать величину значения температуры выпадения конденсата, но и ее положение в пределах ограждающей конструкции. Сооружение наружных стен сейчас производится в трех основных вариантах, и в каждом случае расположение границы выпадения конденсата может быть разное:

• конструкция сооружена без устройства дополнительного утепления – из каменной кладки, бетона, древесины и т. п. В этом случае в теплое время года точка росы располагается ближе к наружной грани, но в случае понижения температуры воздуха будет постепенно смещаться в сторону внутренней поверхности, и может наступить момент, когда эта граница окажется внутри помещения, и тогда на внутренних поверхностях выступит конденсат.

Следует отметить, что точка росы в деревянном доме при правильно подобранной толщине стен – из бревна или бруса – будет располагаться ближе к наружным поверхностям, так как древесина является природным материалом с уникальными свойствами, имеющим очень низкую теплопроводность при высокой паропроницаемости. Деревянные стены в большинстве случаев не требуют дополнительного утепления;

• конструкция возведена с дополнительным слоем утеплителя с наружной стороны. При правильном расчете толщины всех материалов точка росы при утеплении пенопластом или другими видами эффективных утеплителей будет располагаться внутри утепляющего слоя, и конденсат внутри помещений появляться не будет;
• конструкция утеплена с внутренней стороны. В этом случае граница появления конденсата будет располагаться близко к внутренней стороне и при сильном похолодании может сместиться на внутреннюю поверхность, на стык с утеплителем. В этом случае также с большой вероятностью будет возможно появление влаги внутри помещений, влекущее неприятные последствия. Поэтому такой вариант утепления не рекомендуется и производится только в тех случаях, когда нет других решений. При этом необходимо обеспечить дополнительные мероприятия для предотвращения негативных последствий – предусмотреть между утеплителем и облицовкой воздушный зазор, отверстия для вентиляции, устроить дополнительную вентиляцию помещений для удаления водяных паров, кондиционирование воздуха с уменьшением влажности.

• толщина стены, включая основной материал (h1, в метрах) и утеплитель (h2, м);
• коэффициенты теплопроводности для несущей конструкции (λ1, Вт/(м*°C) и утеплителя (λ1, Вт/(м*°C);
• нормативная температура в помещении (t1, °C);
• температура воздуха снаружи помещений, принимаемая для наиболее холодного времени года в данном регионе (t2,°C);
• нормативная относительная влажность в помещении (%);
• нормативная величина точки росы при данных температуре и влажности (°C)

Условия для расчета примем следующие:

• стена кирпичная толщиной h1 = 0,51 м, утеплитель – пенополистирол толщиной h2 = 0,1 м;
• коэффициент теплопроводности, установленный по нормативному документу для силикатного кирпича, укладываемого на цементно-песчаном растворе, согласно таблице приложения «Д» СП 23-101-2004 λ1 = 0,7 Вт/(м*°C);
• коэффициент теплопроводности для утеплителя ППС – пенополистирола, имеющего плотность 100 кг/м² согласно таблице приложения «Д» СП 23-101-2004 λ2 = 0,041 Вт/(м*°C);
• температура внутри помещений +22 °C, как установлено нормативами в пределах 20-22 °C по таблице 1 СП 23-101-2004 для жилых помещений;
• наружная температура воздуха –15 °C для наиболее холодного времени года в условной местности;
• влажность в помещениях – 50%, также в пределах нормативной (не более 55% согласно таблице 1 СП 23-101-2004 ) для жилых помещений;
• величина точки росы для приведенных значений температур и влажности, которую берем по вышеприведенной таблице – 12,94 °C.

Вначале определяем тепловые сопротивления каждого слоя, составляющего стену, и отношение этих значений друг к другу. Далее рассчитываем перепад температур в несущем слое кладки и на границе между кладкой и утеплителем:

• тепловое сопротивление кладки рассчитывается как отношение толщины к коэффициенту теплопроводности: h1/ λ1 = 0,51/0,7 = 0,729 Вт/(м²*°C);
• тепловое сопротивление утеплителя будет равно: h2/ λ2 = 0,1/0,041 = 2,5 Вт/(м²*°C);
• отношение тепловых сопротивлений: N = 0,729/2,5 = 0,292;
• перепад температур в слое кирпичной кладки составит: Т = t1 – t2xN= 22 — (-15) х 0,292 = 37 х 0,292 = 10,8 °C;
• температура на стыке кладки и утеплителя составит: 24 – 10,8 = 13,2 °C.

По результатам расчета построим график изменения температуры в массиве стены и определим точное положение точки росы.

По графику мы видим, что точка росы, величина которой составляет 12,94 °C, находится в пределах толщины утеплителя, что является оптимальным вариантом, но очень близко к стыку между поверхностью стены и утеплителем. При снижении наружной температуры воздуха граница выпадения конденсата может смещаться на этот стык и далее внутрь стены. В принципе, это не вызовет особых последствий и конденсат на поверхности внутри помещений образовываться не может.

Условия расчета были приняты для средней полосы России. В климатических условиях регионов, расположенных в более северных широтах, принимается большая толщина стены и, соответственно, утеплителя, что позволит обеспечить расположение границы образования конденсата в пределах утепляющего слоя.

В случае утепления с внутренней стороны при всех тех же условиях: толщины несущей конструкции и утеплителя, наружной и внутренней температуры, влажности, принятых в приведенном примере расчета, график температурного изменения в толще стены и на границах будет выглядеть так:

Мы видим, что граница выпадения конденсата из воздуха в этом случае сместится почти на внутреннюю поверхность и вероятность появления влаги в помещении при понижении температуры снаружи намного повысится.

Точка росы и паропроницаемость конструкций

При проектировании ограждающих конструкций, обеспечении нормативной тепловой защиты помещений большое значение имеет учет паропроницаемости материалов. Величина паропроницаемости зависит от объема водяных паров, которые может пропустить данный материал в единицу времени. Практически все материалы, используемые в современном строительстве, – бетон, кирпич, древесина и многие другие – имеют мелкие поры, через которые может циркулировать воздух, несущий водяные пары. Поэтому проектировщики, разрабатывая ограждающие конструкции и подбирая материалы для их сооружения, обязательно учитывают паропроницаемость. При этом должны соблюдаться три принципа:

• не должно быть препятствий для удаления влаги в случае ее конденсации на одной из поверхностей или внутри материала;
• паропроницаемость ограждающих конструкций должна увеличиваться со стороны внутренних помещений наружу;
• тепловое сопротивление материалов, из которых сооружаются наружные стены, также должно возрастать по направлению к внешней стороне.

На схеме мы видим правильный состав конструкции наружных стен, обеспечивающий нормативную тепловую защиту внутренних помещений и удаление влаги из материалов при ее конденсации на поверхностях или внутри толщи стены.

Указанные выше принципы нарушаются при внутреннем утеплении, поэтому такой способ тепловой защиты рекомендуется только в крайнем случае.

Все современные конструкции наружных стен базируются на этих принципах. Однако некоторые утеплители, которые включают в состав конструкции стен, обладают почти нулевой паропроницаемостью. Например, пенополистирол, имеющий замкнутую ячеистую структуру, не пропускает воздух и, соответственно, водяные пары. В этом случае особенно важно точно рассчитать толщину конструкции и утеплителя таким образом, чтобы граница образования конденсата находилась в пределах утеплителя.

Мнение экспертов портала

По мнению экспертов портала сайт, расчет величины точки росы и ее положения в ограждающих конструкциях является одним из определяющих моментов в обеспечении защиты зданий от потерь тепла. Самый оптимальный вариант – это когда граница выпадения конденсата находится в пределах толщины утеплителя в конструкции с наружным утеплением. Необходимо рассчитывать толщину слоев ограждающих конструкций для определенных материалов так, чтобы исключить смещение точки росы в толщу стены и в сторону поверхностей внутри помещений.

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество влаги в виде водяного пара, что и обусловливает его влажность, причем в теплом воздухе всегда больше, чем в холодном. При температуре воздуха +20 °С и относительной влажности 60% в воздухе содержится 10,4 г водяных паров на 1 м³ сухого воздуха, которые создают парциальное давление 1403 Па. При температуре –10°С и относительной влажности 60% в воздухе содержится около 1,3 г пара на 1 м³ сухого воздуха, создающего парциальное давление 156 Па. Из-за разницы парциальных давлений между внутренним и наружным воздухом через стену происходит постоянная диффузия водяных паров из теплого помещения наружу. В результате в реальных условиях эксплуатации материал в конструкциях находится в несколько увлажненном состоянии.

Количество влаги в виде пара в воздухе нельзя повышать бесконечно - в конце концов наступает такое насыщение паром, что влага начинает конденсироваться в виде капель воды на любой поверхности, и даже на пылинках, летающих в воздухе. Так, например, формируются дождевые капли: водяной пар в воздухе собирается в капельки, если есть частицы, к которым можно «прилипнуть». Над океанами водяной пар может смачивать частицы соли и образовывать капельки. Или, если температура снизилась до 0°С либо еще ниже, вода может намерзать на пылевые частицы, поднятые ветром в воздух. Из обычной пыли возникают ледяные кристаллы. Другие мелкие частицы, например дым, также могут образовывать гранулы, вокруг которых собираются водяные облака. Так вот - вернёмся к теме - это предельное содержание пара зависит только от температуры и не зависит от давления воздуха. Этот пар в максимальном своём количестве создаёт, соответственно, максимальное давление и называется давлением насыщенного водяного пара или максимальной упругостью водяного пара и обозначается буквой Е, измеряется в Паскалях.

Ещё разок, соберём всё в одно предложение - максимальная упругость водяного пара Е соответствует максимально возможному насыщению воздуха водяным паром F . Чем выше будет температура воздуха, тем больше будет значение Е , т. е. тем больше предельное количество влаги Fмакс может содержаться в воздухе.

Связь между давлением пара и его количеством выражается формулой:

F = 0.00794E / (1 + t/273)

Интересно, что математически вычислить величину Е или F невозможно. В диапазоне температур от 0°С до +40°С величина давления пара Е с точностью до ±1% описывается экспонентой, но при понижении температуры отклонение достигает 130% при температуре -47°С! Приближённая формула выглядит так:

Погрешность в диапазоне температур от 0°С до +40°С менее 1%, однако в диапазоне от 0°С до -20°С погрешность возрастает до 30%, а к -45°С переваливает за 100%. В диапазоне от +40°С до +50°С погрешность в районе 3%.

Для точных расчётов используют таблицы с экспериментальными данными, которые приведены в нормативных документах по теплотехние, например в ТКП 45-2.04-43-2006:

Упругость водяного пара в воздухе, также как и его абсолютная влажность, не дает представления о степени насыщения воздуха влагой, если при этом не указана его температура. Например, если дано е = 1400 Па, то при температуре воздуха +23 °С это составит только половину возможной максимальной его упругости (Е = 2809 Па). При +12 °С это соответствует полному насыщению воздуха влагой, а при +10 °С водяной пар вообще не может иметь такую упругость. Чтобы выразить степень насыщения воздуха влагой, ввели понятие его относительной влажности. Относительная влажность воздуха φ выражается в процентах как отношение действительной упругости водяного пара в воздухе е к максимальной его упругости Е , соответствующей данной температуре. Следовательно, имеем:

φ = е / Е · 100%

Отсюда можно выразить парциальное давление водяного пара в воздухе, е :

e = E · φ / 100 .

Например, при 20°С максимальное парциальное давление составляет Е = 2338 Па . При влажности воздуха 40% парциальное давление водяного пара е = 2338 · 40 / 100 = 935 Па . Если температура воздуха данной влажности повысится, то его относительная влажность φ понизится, т. к. величина упругости водяного пара е останется без изменения, а значение максимальной упругости Е увеличится с повышением температуры. Наоборот, при охлаждении воздуха по мере понижения его температуры будет увеличиваться его относительная влажность вследствие уменьшения величины Е . При некоторой температуре, когда Е станет равно е , относительная влажность воздуха будет φ = 100 %, т. е. воздух достигнет полного насыщения водяным паром. Вот эта температура и носит название - точка росы для данной влажности воздуха.

Таким образом, точка росы есть та температура, при которой воздух данной влажности достигает полного насыщения водяным паром.

Если продолжать охлаждение воздуха ниже точки росы, то упругость водяного пара, содержащегося в нём, будет понижаться соответственно значениям Е для данной температуры и излишнее количество влаги будет конденсироваться, т.е. превращаться в капельножидкое состояние. Такое явление наблюдается в природе в виде образования туманов около рек в летнее время; когда с заходом солнца воздух охлаждается, его относительнаявлажность повышается и температура воздуха падает ниже точки росы. С восходом солнца по мере согревания воздуха понижается его относительная влажность: капельки влаги, образующие туман, постепенно испаряются и туман рассеивается. В зимнее время образование туманов связано или с понижением температуры воздуха, или с поступлением масс теплого влажного воздуха, который, охлаждаясь при смешивании с холодным воздухом, конденсирует влагу, образуя туман. Точка росы имеет большое значение для оценки влажностного режима ограждения, и ее приходится определять по данной влажности воздуха.

В связи с тем, что само определение Е является экспериментальным, а не высчитываемым математически, точка росы высчитывается тоже только приблизительно и в диапазоне от 0 до +40°С по формуле:

где a =17.27; b =237.7°C; T =температура в °С; ln - нат.логарифм;

RH =относительная влажность в объёмных долях (0 < RH < 1.0).

Но при результате рассчёта Tр менее 0°С формула начинает существенно отличаться от реальности, поэтому существуют опять-таки экспериментально подтверждённые таблицы в сводах правил. А лучше просто воспользоваться . Для общего представления я приведу табличку с правильно вычисленной точкой росы для разных температур и влажности из ТКП 45-2.04-43-2006 (слева).

Или вот мой небольшой флеш-калькулятор, корректно работающий в диапазоне температур -50°С... +50°С, составленный на основе таблиц из КТП для диапазона -25 ... +30°С и из книги Landolt-Bornstein, Physikalich - chemische - Tabellen T II (Берлин, 1923) для всего остального диапазона. Заодно калькулятор вычисляет максимальное давление водяного пара при заданной температуре, давление водяного пара в воздухе при заданной влажности, вычисляет максимальную абсолютную влажность и абсолютную влажность воздуха (количество воды, содержащейся в 1м³). Для работы калькулятора требуется установленный флеш-плеер (https://get.adobe.com/ru/flashplayer/ )

Каждый из нас неоднократно становился свидетелем образованием капелек воды на окружающих предметах и конструкциях. Объясняется это тем, что над предметом, принесённым с мороза, охлаждается окружающий воздух. Происходит насыщение водяными парами, и на предмете конденсируется роса.

Такую же природу имеет запотевание окон в квартире. Причиной того, что «окна плачут», являются процессы конденсации, на которые влияют влажность и температура окружающего воздуха.

Образование конденсата тесно связано с понятием точки росы. Для лучшего понимания описанных явлений просто необходимо детальнее рассмотреть этот фактор.

Точка росы. Что это?

Точка росы - это температура охлаждения окружающего воздуха, при которой водяной пар, который в нём содержится, начинает конденсироваться, образовывая росу, то есть это температура выпадения конденсата.

Данный показатель зависит от двух факторов: температуры воздуха и его относительной влажности. Точка росы газа тем выше, чем выше его относительная влажность, то есть она приближается к фактической температуре окружающего воздуха. И наоборот, чем ниже влажность, тем ниже точка росы.

Как рассчитать точку росы?

Расчёт точки росы имеет значение во многих жизненных аспектах, в том числе и в строительстве. От правильности определения этого показателя зависит качество жизни в новостроях и уже давно сданных помещениях. Так как определить точку росы?

Для определения данного показателя пользуются формулой приблизительного расчёта температуры точки росы Тр (°С), которая определяется зависимостью относительной влажности Rh (%) и температуры воздуха Т (°С):

При помощи каких приборов она рассчитывается?

Так как же на практике рассчитывается точка росы? Определение данного показателя производят с помощью психрометра - прибора, состоящего из двух который измеряет влажность и температуру воздуха. В наши дни используется в основном в лабораториях.

Для используются портативные термогигрометры - электронные приборы, на цифровом табло которых отображаются данные об относительной влажности и температуре воздуха. На некоторых моделях отображается даже точка росы.

Также функцию расчёта точки росы имеют некоторые тепловизоры. При этом на экране отображается термограмма, на которой в режиме реального времени видны поверхности с температурой ниже точки росы.

Таблица вычисления точки росы

С помощью бытовых психрометров легко измерить влажность и температуру окружающего воздуха. Используя показания дисплея данного выпадения конденсата можно найти при помощи таблицы. По расчётным показателям температуры и влажности определяется точка росы. Таблица её расчёта имеет следующий вид:

Как определяется температура выпадения росы в строительстве?

Измерение точки росы - очень важный этап строительства зданий, который необходимо провести ещё на этапе разработки проекта. От его правильности зависит возможность конденсации воздуха внутри помещения, а следовательно, комфортность дальнейшего проживания в нём, а также его долговечность.

Любая стена обладает определённой влажностью. Именно поэтому, в зависимости от материала стены и качества теплоизоляции, на ней может образовываться конденсат. Температура точки росы зависит от:

• влажности воздуха в помещении;
• его температуры.

Так, пользуясь приведённой ранее таблицей, можно определить, что в комнате с температурой +25 градусов и относительной влажностью 65% конденсат будет образовываться на поверхностях с температурой 17,5 градусов и ниже. Следует запомнить закономерность: чем ниже влажность в комнате, тем больше разница между точкой росы и температурой в помещении.

К основным факторам, которые влияют на расположение точки росы, принадлежат:

• климат;
• температура внутри и снаружи помещения;
• влажность внутри и снаружи;
• режим проживания в помещении;
• качество функционирования отопительной и вентиляционной систем в помещении;
• толщина и материал изготовления стен;
• потолка, стен и т. д.

Особенности неутеплённых стен

Во многих помещениях утепление стен полностью отсутствует. В таких условиях возможны следующие варианты поведения точки росы в зависимости от её местоположения:

1. Между наружной поверхностью и центром стены (внутренняя часть стены всегда остаётся сухой).
2. Между внутренней поверхностью и центром стены (на внутренней поверхности может появляться конденсат при условии резкого похолодания воздуха в регионе).
3. На внутренней поверхности стены (стена будет оставаться мокрой на протяжении всего зимнего периода).

Как правильно утеплить стену?

В утеплённой стене точка росы может располагаться в различных местах утеплителя, что зависит от ряда факторов:

1. Теплоизоляционные свойства утеплителя снижаются по мере возрастания уровня его влажности, так как вода - отличный проводник тепла.
2. Наличие дефектов утепления и зазоров между утеплителем и поверхностью стены создаёт хорошие условия для образования конденсата.
3. Капельки росы значительно снижают теплоизоляционные свойства утеплителя, а также являются подспорьем для развития грибковых колоний.

Таким образом, следует понимать риск использования для утепления стен материалов, пропускающих влагу, поскольку они подвержены потере теплозащитных качеств и постепенному разрушению.

Кроме этого, обязательно обращайте внимание на способность выбираемых для утепления стен материалов противостоять воспламенению. Лучше остановить свой выбор на материалах с содержанием органических веществ менее 5%. Они считаются негорючими и наиболее подойдут для утепления жилых помещений.

Наружное утепление стен

Идеальным вариантом защиты помещения от сырости и холода является наружное утепление стен (при условии, что оно выполнено с соблюдением технологий).

В том случае, если толщина утепления выбрана оптимально, точка росы будет находиться в самом утеплителе. Стена будет оставаться абсолютно сухой на протяжении всего холодного периода, даже при резком похолодании точка росы не достигнет внутренней поверхности стены.

Если толщина теплоизоляции была рассчитана неправильно, могут возникнуть некоторые проблемы. Точка росы переместится на границу стыка теплоизоляционного материала и внешней стороны стены. В полостях между двумя материалами может возникать конденсат и скапливаться влага. В зимний период, когда температура падает ниже нуля, влага будет расширяться и превращаться в лёд, способствуя разрушению теплоизоляции и частично стены. Кроме этого, постоянная влажность поверхностей приведёт к образованию плесени.

При полном несоблюдении технологии и грубейших ошибках в расчётах возможны варианты смещения точки росы к внутренней поверхности стены, что приведёт к образованию конденсата на ней.

Внутреннее утепление стен

Утеплять стену изнутри - изначально не самый лучший вариант. Если слой теплоизоляции будет тонким, точка росы будет находиться на границе изоляционного материала и внутренней поверхности стены. Тёплый воздух в комнате при тонком слое теплоизоляции практически не будет достигать внутренней стороны стены, приводя к следующим последствиям:

• высокая вероятность намокания и промерзания стены;
• увлажнение и, как следствие, разрушение самого утеплителя;
• отличные условия для развития плесневых колоний.

Однако и такой способ утепления помещения может быть эффективным. Для этого необходимо соблюсти некоторые обязательные условия:

• должна соответствовать нормативам и не допускать чрезмерного увлажнения окружающего воздуха.
• теплосопротивление конструкции ограждения, согласно нормативным требованиям, не должно превышать 30%.

Чем чревато игнорирование выпадения конденсата в строительстве?

В зимний период, когда температура практически постоянно ниже нуля градусов, тёплый воздух внутри помещения, контактируя с любой холодной поверхностью, переохлаждается и выпадает на её поверхности в виде конденсата. Это происходит при условии, если температура соответствующей поверхности ниже точки росы, рассчитанной для данных температуры и влажности воздуха.

Если образование конденсата имеет место, стена находится во влажном состоянии практически всегда при пониженной температуре. Результатом этого становится образование плесени и развитие в ней самых разнообразных вредоносных микроорганизмов. Впоследствии они перемещаются в окружающий воздух, что приводит к различным заболеваниям жильцов, часто бывающих в помещении, в том числе и к астматическим расстройствам.

Кроме этого, дома, поражённые плесневыми и грибковыми колониями, крайне недолговечны. Разрушение здания неминуемо, и начнётся этот процесс именно с отсыревающих стен. Именно поэтому крайне важно произвести правильно все расчёты относительно точки росы ещё на этапе проектирования и строительства здания. Это позволит сделать правильный выбор относительно:

• толщины и материала стен;
• толщины и материала утеплителя;
• способа утепления стен (внутреннее либо наружное утепление);
• выбора системы вентилирования и отопления, которые смогут обеспечить оптимальный микроклимат в помещении (наилучшее соотношение относительной влажности воздуха и его температуры).

Расчет точки росы в стене можно произвести самостоятельно. При этом следует учитывать особенности климатического региона проживания, а также прочие приведённые ранее нюансы. Но всё-таки лучше обратиться в специализированные строительные организации, которые занимаются подобными расчётами на практике. Да и ответственность за правильность расчётов будет лежать не на клиенте, а на представителях организации.

При описании работ по установке теплоизоляции сооружений встречаются неизвестные словосочетания. Например, следует знать, что значит «точка росы». Это легко объяснить на бытовом примере.

Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха

Воздух - смесь азота, кислорода, других газов и пара. Температура, при достижении которой происходит конденсация пара, приобрела понятие точка росы. Такое явление наблюдается, когда кипит чайник, а испарения образуют водяные капли на холодных поверхностях.

Формула для расчета

Эту формулу можно использовать для вычисления относительной влажности по известной точке росы

Здесь Тр означает саму температуру точки, b и a показывают равные (неизменные) величины, ln - натуральный логарифм, Т - температура внутри помещения, Rh - значение относительной влажности.

Как видно из формулы, значение напрямую зависит от величин двух параметров:

• показателя увлажненности;
• фактических показаний температуры.

При высокой относительной влажности параметр становится выше и ближе к уровню фактической температуры. Чтобы посчитать эту переменную величину, существует таблица с небольшим шагом параметров. По ней можно найти необходимое значение, измерив относительную влажность и фактическую температуру.

Таблица 1. Определение показателя с помощью соотношения влияющих параметров, от которых зависит точка росы

​По таблице вычисляем, что при температуре, например, 19 градусов и влажности 50% параметр конденсации составит 8,3 градуса.

Из данного видео становится понятно, какой толщины должен быть утеплитель для наиболее комфортных условий:

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.

Точное определение

Водяной пар чаще всего конденсируется на самих стенах или внутри их конструкции, если они недостаточно утеплены или построены. Без утеплителя значение будет находиться близко к температуре внутренней части стены, а в некоторых случаях и к стене в середине дома. Когда температура внутри ограждающих сооружений будет иметь величину ниже показателя, то во время похолодания при отрицательной температуре снаружи произойдет выпадение конденсата.

Есть несколько мест, где может находиться показатель на неутепленных конструкциях:

• внутри конструкции, близко к наружной ее части, стена останется сухой;
• внутри стены, но близко к внутренней части, стена становится мокрой при температурных перепадах;
• та сторона стены, которая находится в здании, постоянно будет покрываться конденсатом.

Специалисты не рекомендуют производить утепление помещений изнутри, объясняя это тем, что при применении такого способа теплоизоляции параметр будет находиться под теплоизолирующим слоем в середине помещения. Вследствие этого произойдет большое скопление влаги .

• конденсат может скапливаться в центре стены и во время холодов сдвигаться в сторону размещения теплоизолирующих компонентов;
• местом скопления влаги может стать граница ограждающей конструкции и утепляющего слоя, который сыреет и образует плесень в середине комнат;
• в середине самого теплоизолирующего слоя (он постепенно напитается влагой, начнет плесневеть и гнить изнутри).

Точка росы формируется тремя составляющими: атмосферным давлением, температурой воздуха и его влажностью

Пенопласт, минеральную вату или другой вид утеплителя необходимо поместить с наружной стороны здания , что позволит разместить значение в утепляющем слое (при таком расположении стены внутри будут оставаться сухими). Для более ясного понимания параметра существуют графики ее размещения на стенах домов с утеплением, а также на зданиях, не имеющих утепляющего слоя. Чтобы самостоятельно произвести такой расчет, можно определить точку росы в стене калькулятором.

Неправильное определение значения

Результатом ошибок, допускаемых во время расчета параметров, будет постоянное скопление конденсата, повышенная влажность, развитие грибковых налётов и плесени. Производственное, административное или жилое помещение не сможет служить долго: негативные процессы будут ускорять разрушение. Потребуются дополнительные расходы на текущее обслуживание и капитальный ремонт.