Росы, что это?

Понятие точка росы (далее ТР) используется в проектировании тепловой защиты зданий гражданского и промышленного назначения, является удобным параметром в расчетах систем осушки воздуха и пневматических установок. Точка росы окружающего воздуха учитывается при нанесении антикоррозионных покрытий на металлические подложки.

При температуре подложки ниже, чем ТР воздуха, на подложке присутствует конденсированная влага, не позволяющая достичь нужной адгезии. На крашеной поверхности образуются дефекты типа шелушения или пузырения слоя краски, способствующие возникновению преждевременной коррозии. Правильно выполненный расчет точки росы определяет, какой должна быть теплоизоляция жилого дома с учетом расхода тепла, влажности воздуха и особенностей воздухообмена в пределах помещений.

Теплоизоляция жилого дома – составляющие элементы

Значение ТР для условий проживания

Температура точки росы служит своеобразным указателем на степень влажности воздуха изнутри жилого помещения. Значение температуры точки росы определяет уровень комфорта проживания в доме. Чем выше точка росы в каркасном доме, тем выше влажность в помещении. Если точка росы температура превышает 20 °C, то для большинства людей нахождение в помещении будет резко дискомфортным.

Атмосфера в такой комнате для сердечников и астматиков является крайне удушливой и непереносимой. Неправильно выполненное определение точки росы в стене жилого дома проводит к осаждению конденсата на поверхности стен и потолка комнаты. Намокшие стены провоцируют образование плесени и развитие микроорганизмов, которые попадают в организм человека вместе с вдыхаемым воздухом. Сконденсированная влага в материалах намокших стен и перекрытий зимой замерзает, резко увеличиваясь в объеме и ослабляя прочностные качества строительной конструкции.

На рисунке ниже показана отсыревшая деревянная стена с грибковыми проявлениями из-за неправильной теплоизоляции.

Грибок на стенах – результат неправильной теплоизоляции

Что влияет на показатель?

При определении точки росы, нужно учитывать такие факторы:

1. Фактическую толщину стеновых конструкций.

2. Вид строительного материала.

3. Вариант утепления дома: внутреннее/наружное.

4. Микроклимат в помещении – системы отопления и вентиляции.

Зная эти особенности, можно вычислить точку росы самостоятельно.

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.

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.

Физика конденсации пара

Вода присутствует в окружающей обстановке нашего жилища в двух агрегатных состояниях:

• жидком – это вода для приготовления пищи и санитарно-бытовых нужд;
• газообразном – пар над кипящей водой или в качестве одной из фракций выдыхаемого воздуха.

Кроме таких очевидных мест следы влаги обязательно имеются в материалах элементов строительной конструкции здания: бетонных или кирпичных стенах, перекрытиях, основании пола. Идеально сухих стройматериалов в природе не существует. При устойчивой теплой погоде пар, присутствующий в воздухе, и влага в стенах жилища находятся в тепловом равновесии.

При этом парциальное давление пара в воздухе со стороны улицы (внешняя сторона стенки) и внутри дома (внутренняя сторона стенки) одинаковое. Значит, никакого движения водяного пара через стенку не происходит. В морозную погоду влажность холодного воздуха низкая, парциальное давление пара в таком воздухе пониженное. В соответствии с законами теплофизики пар повышенного давления (жилое помещение) начинает диффундировать сквозь стеновой материал на холодную улицу, где давление ниже.

Все строительные материалы, из которых возведены стены домов, обладают свойством паропроницаемости. Даже бетонные или кирпичные стены способны пропускать пар через свою толщу, хотя у бетона и кирпича паропроницаемость минимальная.

При прохождении через точку росы в стене пар переходит в жидкое агрегатное состояние, образуя конденсатную влагу.

Появление влаги в структуре стены сопровождается рядом негативных факторов:

• Теплопроводность отсыревшей стены возрастает в несколько раз. Это будет означать, что теплообмен между обогреваемой комнатой и улицей интенсифицируется, в доме всегда будет холодно.
• В холодное время года происходит периодическое замерзание конденсатной влаги в стене с последующим оттаиванием. Цикличность замерзаний разрушающе действует на структуру строительного материала, снижая срок безаварийной эксплуатации здания.

Будет интересно:

Почему сыреют углы в доме?

Оптимальная норма влажности воздуха в помещении

Чем измеряют влажность воздуха?

Как избавиться от влажности в доме?

На рисунке ниже схематично отображено преобразование парообразной влаги в жидкое состояние (использован голубой цвет), когда ТР попадает внутрь стенки жилища.

Конденсирование влаги при нахождении ТР внутри стенки жилища

Примеры ^

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 Температура кипения воды это действительно очень интересно. Уверены, вы найдете здесь немало нового для себя.

Все про плавание брасом вы сможете прочитать в этой статье, время заняться своим здоровьем прямо сейчас!

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.

Методы расчета ТР

На вопрос, что такое точка росы, дан ответ в Своде Правил СП 50.13330.2012, регламентирующем вопросы тепловой защиты зданий. В п. Б.24 понятие ТР трактуют как температуру начала образования конденсатной влаги в воздухе с конкретными параметрами температуры и относительной влажности.

Величину ТР указывают в градусах Ц! Следует учитывать, что значение ТР никогда не может превышать фактический температурный параметр воздуха, для которого ТР определяется. Лишь в случае 100%-ной относительной влажности ТР совпадет с температурой воздуха.

В соответствии с определением ТР температура выпадения конденсатной влаги зависит от значений двух параметров:

• от температуры воздуха;
• от относительной влажности окружающего воздуха.

Например, для воздушных масс влажностью 40% и температурой 10 °C показатель ТР составит минус 2,9 °C. При влажности этого же объема в пределах 80% ТР уже достигнет плюс 6,7 °C. Для 100%-й влажности значения ТР и t воздуха совпадают = 10,0 °C.

При обустройстве тепловой защиты очень важно найти место, где может быть точка росы, чтобы не допустить образование конденсатной влаги в месте, нежелательном для обеспечения эффективной теплозащиты. Визуально определить положение ТР как место начального выпадения конденсата практически невозможно. Для показателя точка росы определение выполняется несколькими методами.

Расчетный метод

Проверенных практикой методик, как рассчитать точку росы, немало. Используемые расчетные формулы довольно громоздки, но дают результаты со сравнительно высокой степенью точности.

Очень удобна следующая формула для расчета ТР в плюсовом диапазоне температур до 60 °C:

TР = b*f(T,Rh)/(a-f(T,Rh), где

Данная формула работает с погрешностью ±0,4 градуса Цельсия.

Существуют более простые формулы, работающие с погрешностью в пределах ±1,0 град. Ц, к примеру, Тр≈Т – (1-RH)/0,05.

Этой формулой можно воспользоваться, чтобы посчитать показатель относительной влажности через уже известную температуру ТР: RH≈1-0,05(Т- Тр ).

Табличный метод

В специальных многочисленных таблицах на основе лабораторных измерений указывают значения ТР в зависимости от показателей относительной влажности воздуха и его температуры. Довольно подробно определяет параметр точка росы таблица справочного приложения Р Свода Правил СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». На рис. ниже приведена аналогичная таблица точки росы, полностью соответствующая параметрам из ГОСТ и СП.

Таблица для определения точки росы

Использование бытовых психрометров

Психрометры, точнее, гигрометры психрометрические предназначены для измерений температуры воздуха и его относительной влажности. Современный гигрометр можно использовать как прибор для определения точки росы, так как на его корпус нанесено изображение психрометрической таблицы.

Используя показания обоих термометров прибора, по таблице определяется ТР. На рисунке ниже показаны модели современных бытовых психрометров, оснащенные психрометрическими таблицами, способствующими тому, как определить точку росы.

Модели бытовых психрометров

Портативные электронные термогигрометры

Точка росы в строительстве при теплотехническом обследовании помещений определяется при помощи портативных термогигрометров с дисплеями, оснащенными индикацией значений температуры окружающего воздуха, его влажности и параметра ТР.

Как выглядит электронный термогигрометр

Показания тепловизоров

Вычисление ТР не требуется производить, если пользоваться отдельными моделями тепловизоров строительного предназначения, имеющих функцию расчета ТР и отображающих поверхности с температурой ниже ТР при тепловизионной съемке. При заданных параметрах воздуха на компьютере можно обработать тепловизионные данные и показать на термограммах все участки, рискующие попасть в зону конденсации при утеплении стены или потолка.

Экран тепловизора в процессе съемки

Какие значения нужно брать для расчета точки росы

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 находится 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.

Конденсат на входных дверях

Первая причина образования конденсата на входной двери основывается на повышенной влажности воздуха, когда показатель превышает 55%. Тогда сбор конденсата происходит на поверхности, где температура несколько ниже «точки росы». В зимний период такой поверхностью является именно входная дверь.

Важно придерживаться в помещении для здоровья жильцов влажности воздуха около 45%. На влажность внутреннего климата влияет как вентиляционные приспособления, так и температура прогретого воздуха в помещении.

Вторая причина конденсата скрывается в низкой теплоизоляции — к большому количеству конденсата больше склонна металлическая дверь по причине плохого уплотнения между полотном металла и рамой. В типичном варианте бывает недостаточно оттока воздуха для тех целей, дабы выходили пары, но вполне хватает для осаждения их на поверхности.

Своеобразные «мостики холода» с повышенным показателем теплопроводности на входной двери сосредоточены в основном на дверной ручке, глазке, притворной части. Уязвимые точки промерзания особо касаются дверей из металла, у которых теплоотдача повышена.

Бытовое значение

Многие жильцы частных и многоквартирных домов никогда не задумывались о точке росы. Это вполне объяснимо: внутренние стены помещений всегда тёплые, здесь никогда не выступает конденсат. Капельки влаги могут появиться на окнах, когда за окном стоят лютые морозы.

Такой баланс будет сохраняться до тех пор, пока жильцы не решатся на дополнительное утепление дома или квартиры изнутри. В этом случае, разность температур изменится, под слоем утеплителя начнёт скапливаться влага. При этом вид и стоимость утеплителя не будут играть значения.

Если речь идёт о природных материалах, появятся такие проблемы:

• вздутие;

• плесень;

• расслоение.

Бетонные и кирпичные конструкции начнут постепенно разрушаться.

Чтобы избежать этих проблем, точка росы должна приходиться на слой утеплителя, который расположен с внешней стороны стены. Возникает логичный вопрос: «Как найти искомую точку?».

Узнайте почему потеют окна в доме >>>

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 Программа

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.

Ход эксперимента

1. Наполните кастрюлю водой комнатной температуры.

2. Поместите термометр в воду и измерьте ее температуру.

3. Оставьте термометр в воде и понемногу вводите в воду ледяную крошку. Делайте это постепенно, чтобы наблюдать изменение температуры, показываемое термометром.

4. В некий момент вода начнет конденсироваться на внешней стороне кастрюли. Температура, при которой это произойдет и будет точкой росы.

5. Попробуйте проделать это в ванной комнате после душа. Или в хорошо нагретой комнате. Вы обнаружите, что точка росы в различных условиях будет разной. В сухой зимний день точка росы может спуститься ниже температуры замерзания воды. В этих условиях рассмотренный нами метод определения температуры конденсации не будет работать, поскольку вы не сможете охладить жидкую воду до температуры ниже точки ее замерзания, то есть перехода в твердое состояние. А в теплой влажной ванной комнате этот метод будет работать по-прежнему.

Варианты утепления стен жилища

Параметр ТР является своеобразной границей температур, в которой происходит встреча внутреннего тепла и внешнего холода. В стеновых ограждающих конструкциях теплый воздух, диффундирующий в зимние холодные месяцы из отапливаемой комнаты на морозную улицу, переохлаждается.

Паровая фаза воды переходит во влажное состояние, осаждаясь на любой поверхности, имеющей температуру ниже ТР. Причиной возникновения конденсата является не только материал стены (деревянный дом, кирпичный или газобетонный), но и способ обустройства тепловой защиты здания, определяющий, в какую сторону смещается ТР.

Местоположение ТР зависит от следующих факторов:

• показателей влажности внутри помещения и на улице;
• показателей температуры воздуха внутри помещения и на улице;
• толщины стены и утепляющего слоя;
• места, где размещен утепляющий материал.

В зависимости от указанных факторов ТР может находиться не только на поверхности стены, но и в толще стены либо утепляющего материала. Варианты расположения ТР в системе «стена плюс утеплитель» предусматривают размещение утеплителя внутри помещения либо на наружной стороне ограждающей стенки (см. рис. ниже).

ТР для различных вариантов размещения утеплителя

Стена без утепления

Местоположение ТР приходится на толщу стены и способно смещаться в сторону улицы либо помещения в зависимости от изменяющихся параметров температур и влажности.

В любом случае, находится точка росы в газобетоне или в кирпичной стене, конденсат образуется сравнительно далеко от внутренней поверхности. Конденсатная влага скапливается в материале стены, в сильные морозы она замерзает. При потеплении влага оттаивает и испаряется наружу, в атмосферу.

Возможны три варианта размещения ТР в стене:

• найденный расчетным или табличным способом показатель ТР попал между геометрическим центром толщины стенки и внешней поверхностью – внутренняя стенка осталась сухой;
• ТР попадает между геометрическим центром стенки и внутренней поверхностью помещения – стены комнаты при резком похолодании могут намокнуть;
• ТР точно попала на координату внутренней поверхности – всю зиму стена будет отсыревшей.

Потери тепла при неутепленной стене достигают 80%. Негативным моментом возникновения ТР в стене является постепенное разрушение стеновой конструкции.

Однородные по своей конструкции стены из кирпича, газобетона, керамзитных блоков и пр. имеют ТР в зимнее время внутри толщи материала. Многократные циклы замораживания/оттаивания ухудшают прочностные свойства стройматериалов и снижают прочность всей стеновой конструкции. Поэтому стены монолитной конструкции однородного состава необходимо утеплять теплоизолирующими материалами.

Утепление с внутренней стороны помещения

Для местоположения ТР возможны следующие варианты:

• если точка росы в утеплителе, то утеплитель будет мокрым весь морозный период;
• если структура материала утеплителя не допускает конденсации влаги внутри утепляющего слоя (пенополистирол и др.), то конденсат выпадет на границе внутренней стены и утепляющей полистирольной плиты. Отделка стены начнет мокнуть, что спровоцирует образование сырых пятен и плесени;
• материал стены находится в зоне минусовых температур и подвергается негативным воздействиям температурных перепадов.

Утепление с наружной стороны здания

ТР выведена во внешний теплоизолирующий слой. Возможность образования конденсата в комнате исключена, стены будут сухие.

Видео: точка росы в стене

Теория и практика показывают, что предпочтительнее обустраивать теплозащиту здания с его внешней стороны. Тогда больше шансов на то, что ТР окажется в зоне, не допускающей конденсации влаги внутри помещения.

Конденсат на окнах

Очень часто производителям современных окон приходится принимать претензии, что у их клиентов запотевают окна. Образование конденсата на окнах, это не только эстетически не красиво, но и грозит переувлажнением деревянных конструкций и как следствие образование плесневелого грибка. Давайте разберемся в возможных причинах появления конденсата на окнах.

Конденсат — жидкость которая преодолела точку росы и выпала в виде капелек на окне.

Ну а если это случилось на окнах значит виноваты в этом только окна и их производители. Логически это правильно, но если в самом окне нет воды и выделять ее оно не может, откуда берется конденсат?