В стенах с наружной изоляцией точка росы находится на внутренней стороне изоляции, что создает оптимальные условия и предотвращает образование конденсата внутри конструкции. Это обеспечивает сухость в стенах, что, безусловно, является наилучшим вариантом для сохранения долговечности материалов и комфортного микроклимата в помещении.
Что такое точка росы: ее связь со строительством + методика вычислений
Физическое состояние изоляции, гигроскопичных строительных материалов и уровня воды в воздухе находится в прямой зависимости от температуры окружающей среды. В термодинамике точка росы обозначает ту конкретную температуру, при которой водяной пар в воздухе начинает конденсироваться и превращается в жидкость, образуя росу или конденсат.
Данная статья охватывает ключевые аспекты определения точки росы, а также важные моменты, которые нужно учитывать при проектировании зданий. Предоставленная информация включает методику расчета точки конденсации пара и ее влияние на функционирование дома. Кроме того, здесь найдете полезные рекомендации по нахождению точки росы и ее значению для строительной практики.
Связь точки росы и строительства
Значение точки росы определяется как функция относительной влажности и температуры как внутри, так и снаружи помещения. Например, если температура на улице составляет 8°C, а в доме 22°C и относительная влажность равна 45%, это может привести к образованию конденсата на наружных стенах.
На расположение точки росы также оказывают влияние и другие факторы. Например, местные климатические условия, система изоляции всех ограждающих конструкций, качество и тип отопительной системы, а также длительность нахождения в помещении (например, использование как постоянного жилого помещения или временного, как гараж) и параметры вентиляции.
Для строителей критически важно знать значение точки росы, так как это позволяет точно определить место, где будет образовываться конденсат на стенах, и вычислить необходимую толщину изоляционного слоя. Это особенно актуально для минимизации потерь тепла в зимний период, когда здания подвержены высоким тепловым нагрузкам.
Положение точки росы может изменяться в зависимости от толщины стены, а также от типа и толщины самой стены и изоляции, температурных условий и уровня влажности как внутри, так и снаружи помещения.
Каждый строительный материал (за исключением металла) обладает уникальными показателями влагопроницаемости, что в физике определяется как количество водяного пара, проникающего через материал за определенный промежуток времени.
Проницаемость водяного пара является главным параметром при выборе изоляционных материалов, а также она играет важную роль при оценке состояния внешних стен здания.
В условиях низких температур водяной пар из помещений, находящихся под давлением (например, когда система отопления активно работает), стремится покинуть все слои наружной стены. Чем ниже паропроницаемость изоляционного материала, тем меньше слоев его рекомендуется применять. При этом коэффициент паропроницаемости должен возрастать от внутренней к наружной стороне конструкции, что аналогично и для теплопроводности материалов.
Если все расчеты выполнены правильно, точка росы окажется близко к наружной поверхности изоляционного слоя стены, что приведет к конденсации пара и, как следствие, к увлажнению стен. Это создает ситуацию, когда зимой в стенах накапливается пар, а летом необходимо предусмотреть условия для его испарения, чтобы избежать образования грибка и плесени.
Ключевым условием для эффективной изоляции является создание условий для испарения накопленной влаги. Проведение специальных расчетов и выбор соответствующих отделочных материалов являются необходимыми действиями для достижения этой цели.
Если точка росы располагается на несущих стенах жилого здания, это может вызывать серьезные проблемы, связанные с неправильной или недостаточной изоляцией. Неправильно подобранный тип и толщина материала приводят к ухудшению теплотехники конструкции.
В худшем случае конденсат может образовываться внутри стен. Это случается, если стены не имеют изоляции вообще или если изоляция установлена внутри помещения. В последнем случае под слоем изоляционного материала может развиваться плесень, что несет риски для здоровья обитателей и вызывает снижение тепловой эффективности изоляции.
Варианты вычисления точки росы
Методы и правила для расчета точки росы прописаны на законодательном уровне в таких нормативных документах, как СНиП 23-02 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».
В разделе 6.2 СНиП указаны три стандартных значения, касающиеся тепловой защиты:
- Тепловое сопротивление стен и изоляции.
- Температуры внутри помещений и на поверхностях наружных стен.
- Расчетное потребление тепла на отопление, включая решения по вентиляции.
Если выполняются требования 1 и 2 или 2 и 3, то стандартным считается выполнение их требований в комплексе.
Чтобы более точно определить точку росы, многие специалисты рекомендуют обращаться в местные метеорологические службы для получения информации о температурных режимах и характеристиках ветров в определенном районе.
Тем не менее, такие расчеты может провести и любой желающий. Существует несколько методов для определения точки росы.
Метод №1 — использование формулы
Для расчета точки росы разработано несколько формул. Наиболее известная формула позволяет определять значение точки росы при температуре от 0°C до +60°C с погрешностью в ±0,4°C. Для вычислений необходимы температура и влажность воздуха, измеренные на высоте 50-60 см от пола. Затем эти параметры подставляются для получения итогового значения.
Это одна из самых распространенных формул, где T обозначает температуру в градусах Цельсия, а Rh — относительную влажность в процентах. Ln указывает на натуральный логарифм.
Метод №2 — Использование готовых таблиц
Специалисты разработали специальные таблицы, которые способствуют моментальному расчету. Однако стоит иметь в виду, что данные, представленные в таблицах, являются приблизительными. Они показывают температуру и влажность, а точка росы определяется на их пересечении.
С помощью таблицы, представленной в пункте SP 23-101-2004, можно определить количество точки росы, выбрав значение при пересечении температурных и влажностных параметров.
Метод №3 — Измерительные приборы
На сегодняшний день существует несколько типов специализированных приборов для подобных измерений. Например, некоторые модели тепловизионных приборов могут показывать и располагать точки росы, а также предоставлять термограммы помещений и другие характеристики. Так необходимы профессиональным строителям и специалистам по теплотехнике.
Тепловизионные камеры, как профессиональные устройства, могут создавать термограммы, а некоторые их модели также способны рассчитывать точки росы.
Ручные термогигрометры не только измеряют температуру и влажность в комнате, но и помогают вычислить точку росы.
Существуют также сухие и влажные измерители, которые служат для определения влажности и температуры воздуха — двух ключевых параметров в любом помещении. Они функционируют путем использования комбинированных термометров: сухого и увлажненного.
Использование мобильного термогигрометра дает вам возможность удобно проверить уровень влажности и температуры во всех частях стен и крыши любого помещения!
Например, когда открывается холодильник, теплый воздух извне вызывает образование росы внутри него, что можно увидеть как «туман» или конденсат в холодильной камере.
Точка росы
Точка росы — это температурное значение, при котором водяной пар в воздухе начинает конденсироваться, превращаясь в жидкость.
Конденсат представляет собой продукт, который образуется, когда газ (в данном случае водяной пар) переходит в жидкое состояние.
При повышении относительной влажности воздуха, значение точки росы также увеличивается, в то время как температура воздуха снижается.
Важно помнить, что точка росы не может быть выше температуры воздуха.
При достижении 100% влажности, точка росы равна фактической температуре воздуха.
Расчет точки росы
Для определения точки росы можно воспользоваться следующей формулой:
ƒ(T, Rh) = (a*T)/(b+T)+ln(Rh/100)
- Тр — температура точки росы, °C,
- a (постоянная) = 17,27,
- c (постоянная) = 237,7,
- T — температура воздуха, °C,
- Rh — относительная влажность воздуха, %,
- ln — натуральный логарифм.
Размер погрешности этой формулы составляет ± 0,4 °C в указанном диапазоне:
Приборы для расчета точки росы
Для определения точки росы применяются различные типы приборов:
- Психрометр — это измерительный прибор, предназначенный для определения относительной влажности и температуры воздуха. Он состоит из двух термометров: один сухой, а второй постоянно увлажненный. В процессе испарения влаги с увлажненного термометра его температура начинает понижаться. Чем ниже относительная влажность, тем ниже температура в комнате. Психрометры в основном используются в лабораторных условиях.
- Портативный термогигрометр — это цифровое устройство, которое показывает уровень влажности и температуры, а в некоторых моделях также вычисляет значение точки росы. Этот прибор часто используется в строительной сфере для проверки состояния зданий.
- Тепловизионные камеры. Некоторые модели включают функцию расчета точки росы и отображают на экране области с температурой, ниже которой может образоваться конденсат.
Таблица расчета точки росы
Таблица расчета точки росы позволяет быстро определить данное значение. Зная фактическую температуру и относительную влажность воздуха, можно легко найти необходимую точку росы.
Таблица расчета точки росы
Например, если температура составляет 20 °C, а относительная влажность равна 40%, то точка росы образуется на поверхностях при температуре 6 °C или ниже.
Калькулятор точки росы
Комфортные значения точки росы для человека
| Точка росы, °C | Человеческое восприятие | Относительная влажность (при 32 °C), %. |
|---|---|---|
| выше 26 | Крайне высокое восприятие, опасное для людей с заболеваниями дыхательной системы. | 65 и старше |
| 24-26 | Крайне дискомфортно. | 62 |
| 21-23 | Очень влажно и некомфортно. | 52-60 |
| 18-20 | Некомфортно воспринимается большинством людей. | 44-52 |
| 16-17 | Комфортно для большинства, но считается потолком влажности. | 37-46 |
| 13-15 | Удобный уровень. | 38-41 |
| 10-12 | Очень комфортно. | 31-37 |
| менее 10 | Немного суховато для некоторых. | 30 |
Расчет точки росы крайне важен в строительстве, поскольку он позволяет определить:
- Толщину и материал стен,
- Толщину, материал и расположение изоляции,
- Системы вентиляции и отопления помещения.
Игнорирование или неточный расчет точки росы может привести к образованию плесени и грибков, что негативно сказывается на долговечности здания, сокращая его эксплуатационный срок.
В оконной промышленности точка росы имеет прямое отношение к проблеме конденсации на окнах. Зная параметры точки росы, можно легко устранить проблему, просто снижая влажность воздуха или повышая температуру поверхности стекла.
Эта тема может быть интересной, и у меня есть желание подробнее узнать о понятии дефицита точки росы: что это такое и как его можно вычислить.
Дефицит точки росы — это разница между температурой воздуха T и точкой росы.
- Td(D) — дефицит точки росы,
- T — фактическая температура воздуха, °C,
- Td — температура точки росы, °C.
Чем больше дефицит точки росы, тем суше воздух, что означает, что относительная влажность ниже. Например, при значении дефицита точки росы, равном 0, относительная влажность составит 100%.
Хотелось бы понять, как рассчитать толщину изоляции так, чтобы при утеплении изнутри помещения конденсат не образовывался на стене внутренней конструкции.
Для упрощения расчетов рекомендую использовать калькулятор. Для этого перейдите по следующей ссылке — Калькулятор термозащиты.
Как определить уровень влажности, зная, что точка росы составляет -20°C, а температура воздуха +20°C?
Относительная влажность может быть вычислена с применением формулы для точки росы. При известных температурах точки росы (-20°C) и воздуха (+20°C) относительная влажность будет определена с погрешностью в пределах 5%.
Если температура воздуха 18°C, влажность 9°C и относительная влажность составляет 27%, то температуру точки росы можно будет определить как -1,28°C.
Так как температура отрицательная, вместо конденсации возникает иней.
Спасибо, Сергей, за предоставленную ссылку на удобный калькулятор. Avardeno помогает сделать все правильно. Этот опыт меня убедил, что если бы я утеплял свой дом не задумываясь, следуя советам «мастеров», это могло бы стать настоящей катастрофой.
Калькулятор уже скоро будет доступен на сайте, так как мы получили согласие производителя на его публикацию.
