Физика в строительстве и точка росы. Абсолютная и относительная влажность

Строительные технологии предполагают учет множества нюансов, влияющих на долговечность конструкции и способность к сопротивлению от негативного влияния внешних факторов. Одним из главных врагов большинства зданий и сооружений является постоянная повышенная влажность. Для борьбы с ней используются разнообразные методики.

Учитывать все факторы необходимо на первоначальной стадии проектирования, когда имеется возможность повлиять на применение материалов и формирование экстерьера зданий. Важное место в подобной ситуации отводится грамотным расчетам при утеплении зданий. Обязательным атрибутом в них является определение температуры точки росы.

Базовое знание

Крупные строительные объекты применяют сложные и громоздкие программы для вычислений. В ход идет множество коэффициентов и математических формул. В бытовых условиях методика существенно упрощается. Используется множество округлений и приближений в расчете, при этом погрешность получается минимальной.

Владельцы жилья или строители смогут самостоятельно провести расчет точки росы в стене без привлечения сторонних специалистов.

Для понимания того, чтобы найти точку, необходимо знание об окружающем воздухе и наличии в нем водяного пара. Он формируется вследствие множества событий, например, частички воды отделяются от жильцов, любых источников жидкости, емкостей с водой, появляются после влажной уборки помещения и пр.

Вместимость воздуха обладает определенным максимумом. При получении этого параметра водяные частицы начинают взаимодействовать друг с другом, образуя более крупные водяные капли. Так и получается конденсат. В природе он заметен в виде тумана или капелек на растениях.

Когда воздух насыщен максимально жидкостью и не может больше получать от нее подпитку без перехода в конденсат, то говорится о том, что в данном случае относительная влажность достигла уровня 100%. Последующие насыщения превращают воздух в туман, который представляет собой большое количество капель воды в воздухе, находящихся в подвешенном состоянии.

Особенность этого события заключается в том, что разная температура воздуха способна обеспечить различную степень насыщенности влагой до перехода в конденсат. Имеется прямая зависимость от высокой температуры и количеством растворенной жидкости в воздухе. При этом, когда воздух с влагой 70-80% получает контакт с охлажденным предметом, то происходит предел насыщения, а степень влажности в плоскости контакта моментально достигает 100%.

Что приводит к выпадению конденсата

События приводят к выпадению конденсата. Это взаимодействие во многом объясняет, что такое точка росы. Рассматривая данный пример, очевидно, что этот параметр в строительстве или в другой сфере является переменной величиной. Выражается она в градусах. Основные параметры, которые влияют на нее:

• относительная влажность в данный момент;
• текущая температура воздуха;
• скорость движения воздуха;
• толщина материалов.

Для получения расчетных значений используются измерительные приборы: психрометры и термометры. Расположение искомого значения в стене помогает рассчитать специальная таблица. Значения для проработки можно не только измерять, но и узнавать из текущего прогноза погоды. Множество сайтов предоставляет информацию не только о температуре, но и о влажности.

ВИДЕО: Почему на стенах выпадает конденсат

Роль понятия в строительном процессе

Рекомендуем воспользоваться специальной таблицей, подготовленной специалистами для определения расположения точки росы в стене. Предпочтительней воспользоваться собственным определением параметра, не прибегая к помощи множества онлайн калькуляторов. Зачастую встроенные алгоритмы в них не учитывают важные факторы.

В приведенной таблице используется шаговый принцип. Для промежуточных значений между двумя соседними можно использовать среднеарифметическое значение.

Пользоваться таблицей просто. От измеренного значения температуры в помещении ведем горизонтальную линию. От измеренного значения влажности ведем вертикальную линию. На пересечении получим искомое число температуры. Наглядно это будет выглядеть следующим образом.

Рассмотрим пример. Представим себе дом, стены которого выложены из кирпича. Внутри помещения, например, будет температура +20°С, а снаружи - прохладнее, например, -10°С. В комнате влажность воздуха составляет 60%. Соединив горизонтальную и вертикальную линии в таблице (20 и 60) получим на пересечении 12°С.

Каждый кирпич будет иметь неоднородную температуру. Внутренняя его поверхность будет обладать максимально высоким значением (+20°С), а наружная часть окажется с максимально низким параметром (-10°С). В середине кирпича окажется плоскость с температурой +12°С. В этом месте станет конденсироваться влага. Процесс будет происходить и на всем объеме с более низкими значениями.

Переломить ситуацию в позитивную сторону помогает использование различных утеплителей. Они способствуют смещению положения точки росы в стене. В зависимости от того, с какой стороны владельцы дома смонтировали утеплитель, будет перемещаться плоскость конденсации. Если все сделано правильно, то эта точка будет не в стене дома, а в утеплительном ограждении. Таким образом не будет происходить разрушения конструкции.

Необходимо учитывать, что без утепления плоскость с точкой росы в нашем климате будет располагаться непосредственно в глубине стены. Это демонстрирует первый рисунок, поэтому влага станет приносить вред конструкции, обеспечиваю распространение грибка и плесени в помещении. Точка росы в стене будет располагаться на глубине, которая зависит от паропроницаемости конкретного строительного материала.

Необходимо, чтобы водяной пар проник до места с расчетной температурой. Этот фактор учитывается при выборе материала.

Требования по утеплению и теплоизоляции

Паропроницаемостью принято называть значение, демонстрирующее, какое количество водяного пара способен пропустить сквозь себя строительный материал за выделенное время. Проницаемыми по этому критерию являются практически все популярные материалы:

• дерево;
• бетон;
• кирпич и пр.

От некоторых строителей можно услышать такое понятие, как «стены дышат». Пористые материалы также могут попадать в список (керамзит, минеральная вата и пр).

Бояться того, что в стене имеется какая-то стационарная часть с точкой росы, не стоит, так как это происходит на определенном участке. Строители называют место зоной возможной конденсации. Учитывая, что большинство ограждений являются «дышащими», то много влаги уходит вовне.

Правильным построением здания является такое расположение материалов, при котором определение точки росы в стене попадает в наружный утеплительный слой. Важно также обеспечить помещение качественной вентиляцией, при которой избыточная влага покидает квартиру или дом. При таких условиях материал не успевает напитываться жидкостью.

Предлагаемые производителями различные утеплители из полимеров за счет своей конструкции практически не пропускают пар. Благодаря такому свойству их рекомендуют располагать снаружи стен. В таком случае точка росы, при которой происходит конденсация, переместиться внутрь пенопласта или полистирола. Однако, к этой зоне не сможет подобраться водяной пар. Влага не сформируется.

Не рекомендуется использовать для утепления фасада экрудированый пеностерол. Его применяют только для фундамента или закрытых строительных систем. В результате постоянных перепадов температур и попадания прямых солнечных лучей уже спустя год-полтора он начинает крошиться.

Также произойдет при обратном процессе. Не стоит проводить утепление внутренних стен полимерами, ведь точка росы расположится в стене. При этом нежелательная влага просочится в стык материалов.

Разумно использовать внутреннее утепление в следующих случаях:

• стена практически всегда является теплой и сухой;
• в жилом здании имеется качественная вентиляция;
• использовать необходимо качественный проницаемый утеплитель, обеспечивающий удаление избыточной влаги.

Заключение

Выявить конкретное место с точкой росы достаточно тяжело, так как эта зона является плавающая и зависит от внешних факторов. Желательно использовать внешнее утепление, чтобы перенести точку в утеплительный материал. Применять качественную вентиляцию в помещении для удаления водяного пара.

ВИДЕО: Правильное утепление или Как убрать точку росы из стены

Точка росы является своеобразным указателем содержания водяных паров в воздухе. При повышении влажности повышается и значение точки росы (при определенной температуре и давлении). Значение точки росы выражается в градусах. Это температура, при которой достигается максимальное насыщение воздуха водяными парами, если они постоянно содержаться в воздухе при одной и той же температуре.

Точка росы не может превышать температуру воздуха. В результате соприкосновения холодной поверхности и теплого воздуха влажность падает — это явление называют конденсацией .

Получаются капельки влаги, которые могут трансформироваться в туман, иней, облако или дождь. Простейший пример – закипающий на плите чайник, на горячей крышке которого можно видеть капельки влаги. Температура крышки и есть точка росы в данном случае.

Зная температуру точки росы, можно сделать получить представление об относительной влажности воздуха. Если температура точки росы близка к температуре окружающего воздуха — значит влажность высокая (при совпадении получается туман! ).

И напротив, если значения точки росы и температуры сильно расходятся, то можно говорить о низком содержании водяных паров в атмосфере.

Ещё один простой пример можно рассмотреть, когда в теплое помещение с мороза заносят какую-либо вещь. Воздух над ней охлаждается, насыщается водяными парами и на вещи конденсируются капельки воды.

В дальнейшем вещь прогревается до температуры воздуха помещения и конденсат испаряется. Кстати, этим явлением обусловлена рекомендация не включать сразу в сеть бытовые электрические приборы, занесенные с мороза.

Другой, не менее хорошо знакомый пример – запотевание стекол в доме. У многих зимой окна «плачут», на них выпадает конденсат. Необходимо понимать, что на это явление в большей мере влияют два фактора — влажность и температура.

Поэтому, если у вас нормальный стеклопакет и правильно проведено утепление, а конденсат есть, — значит, не всё в порядке с влажностью; возможно плохая вентиляция, вытяжка.

Одно из самых интересных физических явлений — это изменение агрегатного состояния воды, в частности — закипание воды. Читайте более подробную информацию в статье это действительно очень интересно. Уверены, вы найдете здесь немало нового для себя.

Как рассчитать точку росы? ^

Чтобы найти температуру точки росы ранее пользовались громоздкими формулами, Вот одна из них, справедливо работающая при температуре от 0 до +60С . Тр=b((aT/b+T)+lnRH)/a-((aT/b+T)+lnRH); здесь а=17,27, b=237,7, RH – относительная влажность воздуха, выраженная в долях единицы, Ln – натуральный логарифм, Тр – точка росы.

Сейчас можно просто зайти в интернет и на соответствующих сайтах разыскать калькулятор, который покажет температуру точки росы в зависимости от температуры воздуха и давления (обычно берется нормальное атмосферное давление в 762 мм рт.ст.).

Один из «продвинутых» способов расчета точки росы заключается в использовании тепловизоров. Часть моделей имеет такую функцию. На дисплее показывается термограмма, которая наглядно демонстрирует места с температурой ниже точки росы.

Таблица для определения точки росы ^

Более доступный метод – использование бытового психрометра. Это прибор, в котором совмещены два спиртовых термометра. Один из них имеет специальное увлажнение, другой обычный, сухой.

Так как влага испаряется, то термометр с увлажнением охлаждается. Влажность ниже – температура меньше. Значение влажности в 100% означает, что показания обоих термометров сравнялись.

Зная влажность и температуру, отображаемые на дисплее, можно рассчитать точку росы по таблице. Ими пользуются для быстрого расчета. Указывается значение температуры окружающего воздуха, влажности и соответствующее значение точки росы.

А вы знаете, какой должна быть Изучите данную статью, нет ничего более ценного, чем здоровье наших детей!

Все про аквааэробику и ее пользу для похудения вы сможете прочитать , самая важная, актуальная и полезная информация!

Все про лечение с помощью живой и мертвой воды читайте в статье:
, берегите Ваше здоровье!

Как определить точку росы? ^

Правильное определение этого параметра важнейшее значение имеет в строительстве. От правильности расчётов зависит возможность образования конденсата на стенах, который резко снижает долговечность конструкций, а в ряде случаев делает проживание в помещении просто невозможным.

Той или иной влажностью обладает любая стена (если она не из металла). Причина образования конденсата кроется не только в материале самих стен, а в теплоизоляции, от правильного обустройства которой и зависит место образования конденсата. Температура, при которой он выпадает, зависит от:

• температуры воздуха в помещении;
• влажности в помещении.

Пользуясь таблицами, можно определить, что если температура, к примеру, в помещении +20С при влажности в 60%, то на любой поверхности, имеющей температуру в 12С и ниже, будет образовываться влага.

При уменьшении влажности до 40% конденсат будет появляться на поверхности, имеющей температуру ниже 6С. То есть, чем ниже влажность, тем точка росы дальше от температуры воздуха в помещении.

Месторасположение точки росы зависит от:

• наружной влажности;
• внутренней влажности;
• температуры внутри и снаружи помещения;
• толщины стен, утеплителя.

1. Как «ведет» себя точка росы в стене без утеплителя? Возможны несколько вариантов её нахождения:

• между центром стены (по толщине) и наружной поверхностью: в этом случае внутренняя стена остаётся сухой;
• между центром стены и внутренней поверхностью: внутренняя поверхность может замокать на несколько дней при резком снижении температуры воздуха в регионе;
• на поверхности стены внутри помещения: в течение зимнего периода стена будет мокрой.

2. При использовании утеплителя картина будет несколько иной. Место образования конденсата может располагаться (утепление снаружи):

• внутри утеплителя: это справедливо при верных теплотехнических расчётах, — стена будет сухой, точка рассчитана правильно;
• в любом месте, описанном выше (п.1): это происходит в случае, если толщина утеплителя выбрана неверно.

3. Внутреннее утепление. В этом случае место образования конденсата сдвигается внутрь помещения; при этом температура под утеплителем понижается. Точка росы может быть:

• между центром стены и утеплителем или на их границе в случае резкого похолодания;
• только под утеплителем: стена будет частично мокнуть весь зимний период;
• внутри утеплителя: он будет мокнуть в течение всего холодного периода.

Как используется точка росы? ^

Зная местоположение точки росы, можно правильно рассчитать толщину утеплителя, не допуская тем самым образования конденсата в нежелательном месте.

Но есть и другой вопрос: в какой ситуации стену утеплять изнутри, а в какой – снаружи? Чтобы ответить на него, необходимо принимать во внимание все факторы, влияющие на точку росы и её положение:

• климатическая зона;
• режим проживания (постоянный, временный) в помещении;
• с чем граничит утепляемая стена (иное помещение или улица);
• работа вентиляционной системы (в т.ч. вытяжка и правильность расчётов всей системы);
• качество работы отопительной системы в помещении;
• материал, толщина стен;
• температура снаружи и внутри помещения;
• наружная и внутренняя влажность;
• утепление всех элементов дома (пол, стены, потолок).

Утепление помещения изнутри возможно, если ситуация выглядит нижеследующим образом:

• в помещении постоянно проживают;
• вентиляция функционирует согласно нормативам для данного помещения;
• так же хорошо работает отопление;
• все элементы конструкции утеплены в соответствии с требованиями по конкретной климатической зоне;
• стена, предназначенная для утепления достаточно толстая (в соответствии с климатической зоной): т.е. толщина утеплителя в любом случае не должна превышать 50 мм.

Если говорить уж совсем просто, то всё вышеизложенное можно сформулировать так: чем теплее регион, лучше отопление, вентиляция и толще стена, тем больше вероятность внутреннего утепления стены.

Практика показывает, что в абсолютном большинстве случаев предпочтительнее обустраивать наружное утепление. В этом варианте гораздо больше шансов, что точка росы окажется в нужном месте.

Почему «плачут» окна ^

Существуют конкретные рекомендации по микроклимату в жилом помещении. Это влажность -40-50% и температура +18-23С . Поддержание этих параметров сводит к минимуму возможность образования конденсата на поверхности стекол.

Его появление так же связано с жизнедеятельностью человека (он тоже выделяет влагу!). То есть, в помещении должно находиться столько человек, сколько допускают санитарные нормы.

Повышенная влажность может быть связана и с неправильным воздухообменом. Здесь тоже есть свои нормы: не менее 3-х «кубов» на «квадрат» площади за один час.

Для кухонь эти требования ещё жёстче: от 6-ти до 9-ти «кубов» в час, в зависимости от типа плиты (9 куб. м/час – для газовой ). Поэтому всё зависит от качества вентиляции.

Бывает противоречивая ситуация; в доме сделали капитальный ремонт, поменяли старые окна на стеклопакеты, а в помещениях стала появляться плесень. С чем это связано?

Дело в том, что в ходе полной реконструкции меняют отопление, вместо старых газовых колонок ставят современные котлы, утепляют окна. По большому счёту, возможностей для естественной вентиляции стало меньше.

Если раньше влага из помещения могла выходить через неплотные оконные щели, через вытяжку старой газовой колонки, то теперь такой возможности нет.

Выход один – разработка и установка новой системы вентиляции. Если такой возможности нет, — то просто чаще проветривайте комнаты, кухню.

Эксплуатационные характеристики стеклопакета (коэффициент «К», в частности) имеют значение, но уже вторичное.

Возможные последствия неправильного выбора точки росы ^

Воздух, идущий в холодное время года из теплого помещения наружу, переохлаждается, проявляясь в виде осаждающейся влаги. Поверхностью служит любой материал, имеющий температуру ниже точки росы. В результате при пониженной температуре наружного воздуха стены находятся постоянно во влажном состоянии. Это ведет к образованию плесени, способствует развитию различных микроорганизмов. Впоследствии они могут запросто оказаться во вдыхаемом жильцами воздухе, что приводит к заболеваниям различного рода; например, астме.

Здание с отсыревающими стенами не прослужит долго; процесс разрушения будет неминуемо ускоряться. Пораженные плесенью, грибком дома долго не «живут». Поэтому важно рассчитать правильную точку ещё на стадии проектирования здания. Должен быть правильно выбран:

• материал стен и их толщина;
• материал утеплителя, его толщина;
• способ утепления стен (снаружи, изнутри);
• вариант системы отопления и вентиляции, обеспечивающий оптимальный микроклимат (18-23С при 40-50% влажности).

Точку росы можно рассчитать самостоятельно. При этом необходимо учитывать климатические особенности региона проживания. Если вы не надеетесь на собственные силы, то можно обратиться в любую серьёзную строительную компанию. Наверняка там будет специалист, занимающийся подобными расчетами.

Видео телеканала «Усадьба» про важность определения точки росы перед началом строительства:

Экология потребления.Усадьба:Одним из условий качественного утепление дома является расчет точки росы, которая должна находиться ближе к наружной стене, и ни в коем случае – внутри дома. Для этого нужно уметь определить, где будет расположена точка росы при разных условиях, чтобы исключить возможность образования конденсата на стенах внутри помещения.

Утепление стен – один из главных вопросов при строительстве. С первого взгляда может показаться, что очень просто его решить – выбирай тот, который подходит по климатическим условиям и финансам, и утепляй. Однако, это не так. Существует ряд технических условий, которые необходимо выполнить, чтобы стены дома в холодное время года не сырели внутри и не промерзали снаружи.

Одним из этих условий является утепление дома так, чтобы точка росы находилась ближе к наружной стене, и ни в коем случае – внутри дома. Для этого нужно уметь определить, где будет расположена точка росы при разных условиях, чтобы исключить возможность образования конденсата на стенах внутри помещения.

Что такое точка росы

Точка росы – это показатель температуры, при котором происходит максимальное насыщение воздуха паром, и он начинает конденсироваться. Зависит этот показатель от двух основных факторов: температуры и влажности воздуха.

При изменении хотя бы одной из этих двух величин меняется и точка росы, то есть она постоянно перемещается, так же, как и не бывают все время постоянными температура и влажность воздуха.

Существует таблица точек росы при разных температурах и влажности воздуха, разработанная специалистами. Из нее можно увидеть, при каких условиях пар начинает конденсироваться. Например, в зимнее время при нормативной температуре воздуха в помещении +200С и влажности от 50% до 60% точка росы будет колебаться от 9,30С до 120С. То есть, внутри помещения не должен образовываться конденсат, так как при указанных условиях нет поверхностей с такой температурой.

Рассмотрим далее. Если в доме +200С, а на улице температура -200С, то в стене найдется точка росы с температурой +120С при относительной влажности 60%. Точка росы может перемещаться по толщине стены в зависимости от температуры внутри помещения и снаружи, а также от влажности в самой стене. Чем ближе точка росы к внутренней поверхности, тем больше вероятность того, что стена будет мокрая изнутри. А это уже создает неблагоприятные условия для проживания. Утепляя дом, мы можем сместить точку росы, так как при этом меняется температура самой стены.

Где будет находиться точка росы

Могут существовать три варианта конструкции стены: без утеплителя, с наружной и внутренней обшивкой. Рассмотрим, где может находиться точка росы в каждом из этих случаев?

1. Конструкция без утеплителя, тогда точка росы расположена:

• внутри стены ближе к наружной поверхности;
• внутри стены смещена к внутренней поверхности;
• на внутренней поверхности – внутри помещения стена будет оставаться мокрой на протяжении всего зимнего периода.

2. Имеется наружный утеплитель, тогда точка росы находится:

• внутри утеплителя – это говорит о том, что расчет точки росы и толщины утеплителя проведены правильно, и стена в помещении будет сухой;
• любой из трех описанных случаев в пункте 1 – причиной является неправильный выбор утеплителя и его характеристики.

3. Сделана внутренняя обшивка, то точка росы будет:

• внутри стены ближе к утеплителю;
• на внутренней поверхности стены под обшивкой;
• в самом утеплителе.

Из рассмотренного выше становится понятно, что расположение точки росы также зависит от таких характеристик ограждения, как температура и паропроницаемость. Большинство современных утеплителей практически не пропускает пар, поэтому рекомендуется наружная обшивка стен.

Если вы выбираете внутреннее утепление, то нужно соблюсти следующие условия, чтобы:

• стена была сухой и теплой;
• утеплитель имел хорошую паропроницаемость и небольшую толщину;
• в здании функционировали вентиляция и отопление.

Зная возможные зоны образования конденсата, т.е. место расположения точки росы, можно для определенных климатических зон подобрать такой вид и материал утепления, который не создаст условий для сырых стен внутри дома.

Существует мнение, что дом должен утепляться снаружи, а утеплитель по всем параметрам соответствовать ГОСТу. Тогда точка росы будет находиться внутри обшивки, то есть снаружи дома, и внутренние стены будут сухими в любой сезон. Именно поэтому наружное утепление выгоднее внутреннего.

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/ )

Утепление дома позволяет не только жить с комфортом, но и меньше платить за отопление. Процесс утепления начинают с выбора способа теплоизоляции и подбора теплоизоляционных материалов . На первый взгляд все кажется просто: добавь слой хорошего теплоизоляционного материала к толщине стены и наслаждайся теплом и уютом!

На деле все оказывается значительно сложнее. В интернете немало роликов с сюжетами о плесени на стенах и разрушении построек, причиной которых стало всего лишь неправильное утепление строения, а точнее, положение точки росы внутри дома или в массиве стены, что привело к скоплению влаги на поверхности стен.

Правильное определение точки росы в стене является главным условием проведения качественного, надежного и эффективного утепления дома.

В физике точкой росы называют температуру газа, при которой водяной пар, присутствующий в нем, при постоянном давлении, из газообразного состояния переходит в жидкое состояние. При этом в воздухе образуется конденсат, или, как часто говорят, выпадает роса.

Точка росы неразрывно связана с концентрацией водяного пара в воздухе: чем она выше, тем выше температура точки росы. Простой пример, в бане, в парильне, конденсат образуется даже при температуре, приближенной к 100 С. Для образования капель воды в парной пару достаточно вступить в контакт с любой поверхностью, нагрев которой хоть немного ниже его температуры.

Уровень концентрации водяного пара в воздухе называют влажностью. Для определения влажности используют прибор гигрометр. В жилом помещении при температуре воздуха 20-25 С нормальной считается влажность 40-60%.

Определить точку росы для жилого помещения можно по теплотехническим таблицам.

Для среднестатистического жилого помещения ее значение находится в диапазоне от 6 до 12 С. Это, значит, что на любой поверхности, имеющей температуру равную температуре точки росы и ниже нее (12С и ниже), помещенной в жилом помещении, обязательно образуется конденсат. Именно это явление можно наблюдать на поверхности плохих окон в холодное время года.

А при чем здесь стены?

Спросите вы, ведь их внутренняя поверхность в отапливаемой квартире или доме всегда теплая и имеет температуру окружающего воздуха, а в местах установки радиаторов, превышает ее.

Действительно на внутренней поверхности стен конденсат не образуется… до тех пор, пока вы не решите утеплить их изнутри, используя для этого любой, понравившийся вам теплоизоляционный материал. Неважно, возьмете вы паропроницаемый утеплитель на основе каменной ваты или отдадите предпочтение понеполистиролу – эффект будет примерно одинаковый. На внутренней поверхности стен под слоем утеплителя со временем образуется влага, скопление которой может привести к плесени. Виной тому точка росы на внутренней поверхности стен.

Где она, точка росы?

Температура внутренней поверхности стены дома равна температуре помещения, а температура наружной поверхности стены дома равна температуре окружающей среды. В холодное время года может наблюдаться разница температур внутри и снаружи 30 и более градусов.

Потерю тепла через поверхность стены можно представить графически, соединив прямой линией отметку температур внутри и снаружи дома. Падение температуры в толще стены идет постепенно и тем интенсивнее, чем меньше толщина стены или чем выше теплопроводность материалов, из которых она изготовлена, но в любом случае при однородном составе стены (например, только из кирпича) температура точки росы (12 С и ниже) будет находиться внутри стены.

Именно здесь, внутри стены, происходит образование конденсата, что ведет к промерзанию стен и их разрушению при многократных циклах замерзания и оттаивания. По этой причине рекомендуется отапливать дом постоянно, поддерживая на одном и том же уровне температуру стен, стараясь исключить периоды оттаивания постройки и нового промерзания.

Следует отметить, что из какого бы материала не был построен дом, стены его всегда паропроницаемы в той или иной степени. Внутри стены всегда присутствует некоторое количество влаги.

Если утеплили стены изнутри

При расположении теплоизоляционного материала с внутренней поверхности стен (рис1) Основное падение температуры будет приходиться на толщу теплоизоляции. В итоге температура ее поверхности внутри дома будет равна температуре комнаты, а температура наружной поверхности в зависимости от толщи теплоизоляционного материала и его качества будет ниже температуры точки росы. При этом температура стены за слоем теплоизоляции будет еще ниже на 1-3 С, что неизменно приведет к выпадению конденсата.

Получается, что водяной пар, находящийся в доме, стремясь выйти наружу, проходит через теплоизоляционный материал, остывает и конденсируется на внутренних стенах, не попадая в их толщу, даже если для стен использован строительный материал с хорошей паропроницаемостью.

Вывод может быть только один: утеплять дом изнутри нельзя!

Как вывести точку росы наружу?

При расположении теплоизоляционного материала снаружи стен температуру окружающей среды будет иметь не стена, а наружный слой теплоизоляции. График падения температуры в этом случае будет более пологим, а температура точки росы на нем, в зависимости от разницы температур снаружи и внутри дома, будет находиться за пределами стены в толще теплоизоляционного материала или в стене, но в непосредственной близости к ее наружной поверхности.

Получается, что чем толще слой теплоизоляции, тем вероятнее нахождение точки росы за пределами стены, а это значит, что хорошо утепленные снаружи стены дома будут всегда сухими, что позволит увеличить срок эксплуатации строения.

Как рассчитать точку росы?

Для расчета точки росы в стене используется методика проектирования тепловой защиты зданий, подробно изложенная в Своде правил по проектированию и строительству СП 23-101-2004. Приблизительный примитивный расчет в этом вряд ли поможет.

Получить достоверные результаты можно воспользовавшись услугами соответствующих онлайн калькуляторов, найти которые несложно в интернете.

Какому теплоизоляционному материалу отдать предпочтение

Понятие точки росы в стене позволяет лучше понять и представить физические процессы, связанные с потерей тепла через плоскость стены и правильно выбрать теплоизоляционный материал, определив при этом способы его монтажа.

Как правило, выбирать приходится между минеральной ватой и пенополстиролом.

Теплоизоляционные материалы на основе минеральной ваты отличаются паропроницаемостью и при нахождении точки росы в их массиве не препятствуют движению пара и его выходу наружу, в атмосферу. Разумеется, речь идет лишь о части водяного пара. Оставшаяся часть превратится в воду и стечет вниз по слою утеплителя. Кстати, все теплоизоляционные материалы из базальтового и стекловолокна устойчивы к воздействию влаги, не подвержены плесени и отлично переносят многократные циклы оттаивания и замерзания. Так что положение точки росы в слое теплоизоляции вреда ей не причинит.

Пенополистирол не паропроницаем. Поэтому влага скопится на его внутренней поверхности. Для ее отвода между стеной и слоем теплоизоляции нужно оставлять пазу, делая в них направляющие. Только в этом случае можно говорить о сохранности стен и высоком качестве их утепления.