Точное определение понятия «точка росы» с универсальными расчетами по формулам и калькулятору. Точка росы

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:

Между наружной поверхностью и центром стены (внутренняя часть стены всегда остаётся сухой).
Между внутренней поверхностью и центром стены (на внутренней поверхности может появляться конденсат при условии резкого похолодания воздуха в регионе).
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:

Теплоизоляционные свойства утеплителя снижаются по мере возрастания уровня его влажности, так как вода - отличный проводник тепла.
Наличие дефектов утепления и зазоров между утеплителем и поверхностью стены создаёт хорошие условия для образования конденсата.
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.

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/ )

Правильно выполненная теплоизоляция обеспечивает благоприятные условия проживания и уменьшает затраты на поддержание комфортной температуры. При кажущейся простоте процесса утепления и наличии большого выбора теплоизоляционных материалов, важно правильно выбрать место расположения утеплителя. Это позволит избежать образования плесени, вызванной скоплением влаги. Именно поэтому точка росы в строительстве - важное понятие, характеризующее температуру выпадения конденсата. Важно разбираться, где она находится в конкретном случае и как рассчитывается.

Что такое точка росы в строительстве

Многие слышали, но не все могут правильно ответить, какую смысловую нагрузку несет широко применяемое понятие - точка росы. Определение в строительстве у нее однозначное. Это температурный порог, при котором содержащаяся в воздухе влага конденсируется и превращается в капли воды. Участок конденсатообразования может располагаться как внутри капитальной стены, так и с наружной или внутренней части здания. Расположение зоны выпадения конденсата определяется комплексом следующих показателей:

концентрацией влаги в помещении;
температурным режимом помещения.

При постоянной температуре и возрастании относительной влажности температурный порог образования конденсата соответственно возрастает. Для правильного понимания процессов рассмотрим, как возрастает порог выпадения конденсата при комнатной температуре, равной 20 °C:

при влажности 40% влага превращается в капли воды при температуре поверхности плюс 6 °C и ниже;
возрастание относительной влажности до 60% вызывает выпадение конденсата при 12 °C;
при достижении концентрации влаги 80%, влага конденсируется при 16,5 °C;
при стопроцентной влажности температура образования конденсата соответствует внутренней и составляет 20 °C.

По разнице между точкой росы и температурой можно косвенно оценивать относительную влажность:

при небольшой разнице - влажность высокая;
при значительном расхождении - концентрация паров незначительна.

В зависимости от того, насколько удалена в стене точка росы от помещения, меняется состояние поверхности - она может быть мокрой или абсолютно сухой. Это связано с конденсацией влаги, возникающей при контакте холодной поверхности с теплым воздухом. Профессиональные строители придают огромное значение указанному параметру, так как он неразрывно связан с вопросами теплоизоляции зданий и созданием комфортного микроклимата.

Точка росы в стене - варианты расположения

Расположение в капитальных конструкциях здания точки росы определяется следующими факторами:

применяемым для изготовления материалом;
расстоянием от уличной поверхности стены до ее плоскости, находящейся в помещении;
наружной и внутренней температурой воздуха;
относительной влажностью за пределами помещения;
концентрацией влаги в доме.

Рассмотрим, насколько вероятно образование внутри помещения конденсата для разных видов стен:

не теплоизолированных;
теплоизолированных с внешней стороны;
утепленных со стороны помещения.

Для не утепленного варианта возможны следующие варианты расположения:

ближе к внешней поверхности. При этом невозможна конденсация влаги и стена помещения абсолютно сухая;
со смещением от середины стены внутрь помещения. Конденсат отсутствует, но может возникнуть при резком охлаждении уличного воздуха;
на внутренней поверхности стены. При резком похолодании влага активно конденсируется.

При наружном расположении теплоизоляции возможны следующие варианты размещения проблемной зоны:

в массиве теплоизоляционного материала. Это оптимальное положение, гарантирующее сухую поверхность;
в любой из трех зон, аналогично не утепленному варианту. Смещение связано с неправильным выполнением расчетов и использованием утеплителя недостаточной толщины.

Внутреннее утепление значительно смещает положение участка конденсатообразования в сторону помещения и способствует охлаждению расположенных под теплоизолятором стен. Это значительно повышает вероятность накопления влаги в любой из указанных зон:

внутри стены. Поверхность сухая, но может увлажняться при значительных температурных колебаниях со смещением в сторону комнаты;
между стенкой и утеплителем. Образование конденсата неизбежно при зимнем похолодании;
в глубине утеплителя. Капельки влаги зимой постоянно собираются, увлажняя утеплитель. Результат - сырость и образование плесени.

Правильное расположение утеплителя позволяет избежать образования сырости, вызванное повышенной концентрацией конденсирующейся влаги.

Для определения температурного порога образования конденсата используются различные методы:

расчетный. Вычисления производятся по громоздкой формуле, учитывающей ряд коэффициентов, а также фактические значения климатических условий. Методика расчета предусматривает определение натурального логарифма относительной влажности и выполнение ряда расчетов. Это затрудняет ее использование для оперативного определения порогового уровня конденсатообразования;
табличный. Данный способ очень удобен для практических условий, когда важно быстро определить порог конденсатообразования. Используется готовая таблица, в которой с небольшим шагом указаны значения комнатной температуры и относительной влажности. Зная величину данных показателей, несложно по таблице определить значение требуемого параметра;
с помощью онлайн-калькулятора. Используя размещенную на специализированных сайтах бесплатную программу, легко определить требуемое значение. Необходимо в простой и доступной к восприятию оболочке калькулятора выбрать строительный материал, а также указать его толщину. Остается нажать кнопку «рассчитать» и на экране появится расчетное значение.

К сожалению, квалификация не всегда позволяет самостоятельно выполнить расчеты по специальным формулам. С практической стороны, для быстрого получения достоверных значений, целесообразно использовать стандартную таблицу. При использовании онлайн-калькуляторов следует использовать только проверенные сайты. Выбор метода расчета для каждого конкретного случая определяется индивидуально.

Расчет точки росы в стене - пример определения

Рассмотрим, как определить точку росы в стене. Для выполнения расчетов необходимо предварительно определить фактические значения параметров с помощью специальных приборов:

пирометра, представляющего собой термометр бесконтактного типа;
гигрометра, необходимого для определения влажности:
обычного бытового термометра.

Последовательность операций по расчету точки росы для конкретного помещения:

Отмерьте с помощью рулетки уровень, находящийся на расстоянии 0,5-0,6 м от пола.
Определите на этой отметке температуру воздуха и влажность с помощью приборов.
Найдите по таблице требуемый показатель, соответствующий результатам замеров.
Замерьте пирометром на том же уровне степень охлаждения на какой-либо поверхности.
Сопоставьте температурные показатели и определите разницу значений.

При перепаде, превышающем 4 градуса Цельсия, велика вероятность образования конденсата на поверхности. Это необходимо учитывать при выполнении строительных работ по утеплению.

Например, по результатам замеров получены следующие данные:

температура воздуха - 22 градуса Цельсия;
относительная влажность на заданной отметке - 70%.

Затем выполняем следующие действия:

определяем, пользуясь таблицей, температуру конденсатообразования, равную 16,3 градуса Цельсия;
замеряем бесконтактным прибором температуру стены, значение которой, например, равно 18 градусов Цельсия;
вычисляем температурную разницу - 18-16,3=2,3 градуса Цельсия.

Указанное значение меньше 4, что подтверждает отсутствие во время замеров конденсата и свидетельствует о нормальной влажности. При этом точка росы располагается в массиве стены недалеко от внутренней поверхности. При охлаждении не утепленной стены в результате резкого похолодания до значения 16,3 градуса Цельсия, зона конденсатообразования сместится на внутреннюю поверхность.

Точка росы при утеплении изнутри - когда допускается внутренняя теплоизоляция

С целью принятия решения о возможности выполнения внутренней теплоизоляции необходимо проанализировать следующие факторы:

характер проживания в помещении (постоянный или эпизодический);
функционирование системы приточно-вытяжного воздухообмена;
эффективность работы отопительного контура;
степень теплоизоляции всех конструкций здания (пола, крыши, потолка);
используемый материал при строительстве стен и их толщину;
температурные условия и влажность с внешней стороны и внутри здания;
особенности климатической зоны;
наличие с внешней стороны улицы или соседних помещений.

В результате тщательно выполненного анализа можно сделать заключение о возможности внутренней теплоизоляции при выполнении следующих условий:

постоянном режиме проживания;
нормальной работе вентиляции;
отсутствии внутренних температурных перепадов;
стабильной работе отопления;
утеплении строительных конструкций;
увеличенной толщине стен;
проживании в регионе с относительно теплым климатом.

В каждой конкретной ситуации решение принимается индивидуально. При этом остается вероятность возникновения проблемных ситуаций при некачественно выполненном внутреннем утеплении. Поручите профессионалам выполнение расчетов, производя внутреннее утепление стен. Точка росы стен, при неквалифицированном подходе, может выйти на их внутреннюю поверхность и негативно себя проявить. Принятие решения и выполнение работ следует доверить специалистам. Это позволит не допустить досадных ошибок.

Точка росы в здании - чем чревата неправильная теплоизоляция изнутри

Достаточно велика цена ошибки при неправильном выполнении тепловых расчетов, а также нарушении требований по выбору теплоизоляционных материалов. Особенно, если они устанавливаются с внутренней стороны помещения. Независимо от интенсивности работы отопительной системы, более теплый воздух при контакте с холодной поверхностью неизбежно охлаждается. При этом происходит концентрация влаги и возникает ряд серьезных проблем:

увлажнение поверхности стен;
разрушение теплоизоляционного материала влагой;
появление неприятных запахов;
присутствие постоянной сырости;
развитие грибковых колоний;
обильное образование плесени;
отклеивание облицовочных материалов;
гниение древесины;
развитие микроорганизмов;
повышение уровня заболеваемости.

Образование конденсата на охлажденной поверхности оконных стекол является ярким примером проявления точки росы и свидетельствует о наличии отклонений во внутреннем микроклимате. Чтобы минимизировать вероятность конденсатообразования необходимо:

поддержание комфортной влажности на уровне 40-50% и температуры 19-22 градуса Цельсия;
обеспечение нормальной циркуляции воздуха. В жилых помещениях объем воздухообмена должен составлять более 3 кубических метров ежечасно на квадратный метр площади, а кухонных - до 9 кубов.

Следует ответственно подойти к выбору теплоизоляционных материалов и правильно определить место для их установки.

Подводим итоги

Не сложно самостоятельно рассчитать температурный порог конденсатообразования. Важно понимать серьезность последствий при неправильном расположении теплоизоляционных материалов и использовании утеплителей недостаточной толщины. При выполнении расчетов учитывайте особенности климата и весь комплекс определяющих факторов. Выполнение теплотехнических расчетов необходимо осуществлять на этапе возведения здания.

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

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

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

Абсолютная влажность;
Относительная влажность.

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

f = m / V

V - объём влажного воздуха;

m - масса водяного пара, содержащегося в этом объёме.

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

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

Соответственно при уменьшении температуры – уменьшается .

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

Несколько фактов о точке росы.

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

Как определить, рассчитать точку росы?

Ответ очевиден –

1. Для определения точки росы существуют специальные таблицы,

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

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

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

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

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

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

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

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

Тр – температура точки росы, °С ;

a = 17.27;

b = 237,7;

Т – комнатная температура, °С ;

RH – относительная влажность, %;

Ln – натуральный логарифм .

Рассчитаем точку росы для тех же значений температуры и влажности.

Т = 21 °С;

RH = 60 %.

Вначале вычислим функцию f (T, RH)

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

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

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

Затем температуру точки росы

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

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

= 211,807 / 16,37893 = 12,93167 °С

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

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

Заполняем значения:

Температура воздуха внутри помещения, °С . - 21 ;

Относительная влажность, % . – 60 .

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

Тр = 12,9 °С;

Тр = 12,93167 °С;

Тр = 12,93 °С.

Разница лишь в количестве знаков после запятой.

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

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

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

Определить точку росы в стене очень просто. Ниже будет приведен пример, как сделать расчет. Это может сделать каждый, кто заинтересован в вопросе правильного утепления.

Точка росы — это температура, при которой водяной пар начинает конденсироваться.

Что такое точка росы

Точка росы в стене может перемещаться по ее толщине при изменении температур внутри помещения и снаружи. Например, если внутри помещения стабильная температура, а на улице похолодало, то точка росы передвинется по толщине стены ближе к помещению.

Температура предмета, на котором начнет конденсироваться пар, т.е. точка росы, зависит в основном от двух параметров:

температуры воздуха;
влажности воздуха.

Например, при температуре внутри помещения +20 град и влажности 50%, температура точки росы будет (примерно) +12,9 градусов. Если в помещении появится предмет с такой температурой или ниже, то на нем образуется конденсат.

Например, когда открывается холодильник, то внутри него выпадает роса из поступающего теплого воздуха. Она выглядит как «туман идущий из холодильника».

Если на улице холодно, то где-то в стене будет температура, при которой начнется конденсация пара, и в этой точке будет увлажнение. Если стена тонкая, «холодная», и ее внутренняя поверхность охладится до 12,9 градусов или меньше (при указанных значениях температуры и влажности воздуха), то на ней выпадет роса, она станет мокрой, и очень быстро обзаведется плесенью.

При утеплении стен, конструкций дома, полезно сделать расчет точки росы для наибольших и наименьших значений влажности и температуры, чтобы знать в каких границах пространства будет перемещаться точка росы при изменении этих параметров.

Как выполняется расчет

В расчетах точки росы и толщины утепления не учитываются некоторые параметры, — давление, скорость движения воздуха, плотность материала… Поэтому говорить можно только о приближенных значениях. Но, это не критично, когда речь идет об определении толщины утеплителя.

Для определения точки росы в стене проще всего воспользоваться таблицами готовых примерных значений, и не пытаться самостоятельно заниматься расчетами. Тем более не стоит доверять самодельным программам из интернета, они часто не учитывают параметры и выдают ложные значения, а иногда — и по принципу случайных чисел.

Ниже приведена таблица расчетных значений точки росы в зависимости от температуры воздуха и его влажности. Это примерные значения, так как не учитывается влияние других факторов.

Например, можно определить, что для помещения с температурой внутри +22 градуса, и влажностью 60%, температура при которой будет конденсироваться водяной пар (точка росы) составит 13,9 градусов.

Стена с утеплителем — как определить место конденсации

Решить задачу нахождения точки росы в стене очень просто.
Нужно знать:

коэффициент теплового сопротивления стены, ?1, Вт/(м К);
коэффициент теплового сопротивления утеплителя, ?2, Вт/(м К);
толщину стены, h1, м;
толщину утеплителя, h2, м;
температуру внутри помещения, t1,град. С;
влажность воздуха, который будет доходить до точки росы, %;
точку росы для данных температуры и влажности, град. С;
температуру снаружи, t2, град. С.

В грубом приближении принимается, что температура по толщине каждого слоя будет изменяться линейно.

Искомая величина — температура на границе слоев стены и утеплителя. Когда она будет найдена, можно построить график изменения температур в слое «стена-утеплитель» и по нему отыскать положение точки росы.

Для этого находится отношение теплового сопротивления стены к тепловому сопротивлению утеплителя, исходя из которого, определяется изменение температуры в одном из слоев, что даст возможность узнать температуру на границе.

Рассмотрим на примере.

Пример расчета

Пример условий следующий.
Железобетонная стена h1=36 см, утеплена пенопластом h2=10 см. Коэффициент теплового сопротивления железобетона?1=1,7 Вт/смК, пенопласта — ?2= 0,04 Вт/смК. Температура внутри t1=+20 град, снаружи t2=-10 градусов. Влажность внутри помещения и снаружи принимается одинаковой — 50%. Согласно таблицы, точка росы составит 9,3 градусов.

Тепловые сопротивления стены и утеплителя определяются как h/ ?, вт/м2К.
В данном примере тепловое сопротивление стены составит 0,36/1,7=0,21 вт/м2К., утеплителя 0,1/0,04= 2,5 вт/м2К.

Отношение тепловых сопротивлений первого слоя ко второму (стены к пенопласту) составит: n=0,21/2,5=0,084.
Тогда перепад температур в первом слое (стена) составит, Т= t1- t2хn = 20-(-10)х0,084=2,52 град.

Соответственно температура на границе слоя будет равна t1-Т=20-2,52=17,48 град.

Теперь мы можем в масштабе построить примерный график перепадов температуры в слое стена — утеплитель и отметим на нем точку росы.

Из примерных расчетов и примерного графика можно узнать главное – точка росы находится в утеплителе, далеко от стены, т.е. даже ухудшение условий, с учетом погрешности расчетов, не повлечет пагубного увлажнения стены.

Пример определения места нахождения температуры конденсации внутри стены

Температура внутри +22 град, снаружи — 15 град (регион севернее), влажность — 50%, точка росы — 11,1 градусов. Стена толщиной 38 см из кирпича (1,5 кирпича +шов+штукатурка принимается все как «кирпичная кладка»).

Коэффициент теплового сопротивления для кирпичной кладки — 0,7 Вт/смК, для минеральной ваты — 0,05 Вт/смК (с учетом ее увлажнения в реальных условиях эксплуатации).

Тепловое сопротивление стены: 0,38/0,7=0,54 вт/м2К., утеплителя 0,1/0,05= 2,0 вт/м2К.
Отношение тепловых сопротивлений первого слоя ко второму составит: n=0,54/2,0=0,27 , а перепад температур в пределах первого слоя будет Т= 22 — (-15)х0,27=9,99 град. Температура на границе слоев: 22- 9,99=12 град.

Как видим, ситуация «впритык». С повышением влажности, что обычное явление, с падением температуры внутри помещения, или в холодную зиму, точка росы будет «гулять» внутри стены.

Такое утепление для относительно «теплой» кирпичной стены, уже будет считаться недостаточным, и по положению точки росы и по нормативным значениям теплопотерь, через ограждающие конструкции.

Точку росы можно сдвинуть и нагревом помещения с помощью внутреннего отопления и его осушением. Естественно, что это крайняя мера, которую применяют лишь когда пришла пора «сушить стены».
Точка росы в стене — расчет и нахождение

Какие значения нужно принимать для расчета

Обычно температура внутри помещения принимается 22 градуса, чаще у пола она ниже, а под потолком достигает 27 градусов. Для центральных регионов считается минимальной температура снаружи помещений -15 градусов, (допускается кратковременные понижения температуры до -20 — -25 градусов).

Для южных регионов — -7 градусов, с кратковременным понижением -15 — -20 градусов.
(Минимальную температуру можно выбрать самостоятельно, — какая температура держится зимой постоянно? До каких значений она опускается кратковременно?)

Влажность воздуха в помещении обычно принимается средняя (но не маленькая) — 50%,. Здесь обычно имеется некоторый запас, так как часто зимой воздух в помещении суше, из-за активно работающего отопления, — 30 – 40%. Но во многих домах борются с сухостью воздуха, устанавливая увлажнители и разводя растения. Оптимальная же влажность – 50%, она же и расчетная.

Осенью и весной для пропускных утеплителей пар будет идти в обратном направлении — с улицы. Для расчета на «демисезон» по паропроницаемым утеплителям, влажность нужно принимать порядка 90%.

Где должна находиться точка росы

Утепление ограждения считается «нормальным» только когда точка росы в холодное время в основном (!) находится в утеплителе и не смещается в стену.

Что значит «в основном»?
При максимальных отрицательных температурах, которые длятся обычно несколько дней, неделю, и наступают периодически, точка росы может смещаться и в стену.

Для стены из плотных тяжелых материалов, в этом нет ничего опасного. Но для стены из пористых материалов, которые как обычно очень хорошо пропускают пар и впитывают влагу, появление точки росы должны быть коротким, особенно когда они сочетаются с утеплителями-пароизоляторами.

Такие стены требуют наибольшего утепления, особенно с учетом того, что они сами по себе теплые. Что бы сместить точку росы потребуется в 2 раза больше утеплителя. С паропрозрачными утеплителями, они сочетаются намного лучше, так как здесь можно осуществить вывод влаги, но только при условии отличной вентиляции утеплителя.

Приведены наглядные графики температур для различных схем утепления. Точка росы примерно указана как 16 градусов, достигается, когда внутри дома особо комфортная обстановка +25 градусов, 55 – 60 % влажности.

1 — стена без утеплителя;
2 — недостаточный слой утепления — точка росы находится внутри стены. Ее постоянное нахождение вызовет намокание неплотной стены, нездоровую атмосферу, опасность разрушения материала, если стена слой утепления имеет большее сопротивление движению пара, чем сама стена (неправильное утепление);
3 — достаточное утепление, точка росы в утеплителе (основное время), нормальное сохранение материалов стены и тепло в доме, если тепловое сопротивление конструкции не меньше нормативного, ведь для очень холодных стен сместить точку росы из них можно и маленьким слоем утепления ;
4 — внутреннее утепление – худшее решение. Точка росы на поверхности стены или близка к этому, влечет намокание стены, и ущерб здоровью жильцов, мокрое замораживание и разрушение конструкций. Применяется в безвыходных ситуациях при условии сплошного закрытия стены утеплителем-пароизолятором, который и предотвращает проникновение пара к точке росы. Т.е. образование конденсата невозможно из-за влажности близкой к 0.

В нормативах указаны тепловые сопротивления ограждающих поверхностей для конкретных климатических зон. Этот значением уменьшать запрещает нам государство.

Чаще норматив требует меньшую толщину утеплителя, чем та, что нужна для смещения точки росы в утеплитель. Поэтому подбирать утеплитель под все поверхности в принципе желательно и по условию смещения точки росы в утеплитель.

Эти значения сравниваются с нормативным требованием, а принимается, как правило, еще большее значение, кратное толщине утеплителей, который находится в продаже.