Влажная трава под ногами, запотевшие окна, капельки на стенах сырого подвала – все это результат конденсации паров воды из атмосферного воздуха. Каждый с этим сталкивался, но не каждый интересовался, как определить точку росы. Чаще всего эту задачу приходится решать архитекторам, строителям и проектировщикам, а люди, далёкие от этой сферы, едва ли знакомы с таким понятием.
Как определить точку росы
Природа появления росы
Конденсация воды на различных поверхностях происходит следующим образом. Атмосферный воздух всегда в той или иной степени насыщен парами воды. Вода из газообразного состояния в жидкое переходит в случае понижения её температуры. Это происходит при соприкосновении атмосферного воздуха с более холодными поверхностями и последующей потере тепла. Как результат – появление капелек воды.
Утренняя роса легко объясняется законами физики
Температура, по достижению которой пары воды из воздуха переходят в жидкое агрегатное состояние, называется точкой росы.
Чем выше содержание паров воды в воздухе (или другой смеси газов), тем выше температура конденсации воды, или точка росы. Так, при относительной влажности воздуха 100% точка росы точно совпадает с его температурой. И наоборот: чем меньше показатель относительной влажности воздуха, тем ниже и точка росы. Значит, для выпадения конденсата придётся охладить воздух сильнее.
Изучаем точку росы в строительстве
Нормативные документы
Необходимость расчета точки росы регламентируется строительными нормами и правилами. СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», а также СНиП 23-02 «Тепловая защита зданий». Недостаточное утепление смещает точку росы ближе к помещению.
Так как температура в районе оконных блоков или дверей ниже, чем общая рассчитанная точка росы, то выпадение конденсата в этих сегментах неизбежно в холодное время года. Определение точки росы важно для осуществления решения, с какой стороны проводить утеплительные работы и какой толщины целесообразнее приобрести утеплитель.
Таблица. Зависимость толщины материала стены от теплопроводности
| Материал стены | Коэфф. теплопроводн.I, Вт/(м*oC) | Требуемая толщина в метрах |
| Пенополистирол | 0,039 | 0,12 |
| Минеральная вата | 0,041 | 0,13 |
| Железобетон | 1,7 | 5,33 |
| Кладка из силикатного полнотелого кирпича | 0,76 | 2,38 |
| Кладка из дырчатого кирпича | 0,5 | 1,57 |
| Клееный деревянный брус | 0,16 | 0,5 |
| Керамзитобетон | 0,47 | 1,48 |
| Газосиликат | 0,15 | 0,47 |
| Пенобетон | 0,3 | 0,94 |
| Шлакобетон | 0,6 | 1,88 |
Сведение к минимуму потерь тепла и поддержание комфортного микроклимата являются первоочередными задачами при проектировании и утеплении зданий. Соблюдение строительных правил и норм, а также санитарно-гигиенических нормативов позволит грамотно изготовить инженерную документацию и рассчитать объемы требуемых стройматериалов.
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.
Игнорирование точки росы может привести к крушению самолета
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.
Точка росы применяется в расчетах для планирования противопожарных мероприятий
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.
Размещение точки росы
Комфортные значения для человека
Для большинства людей условия при значении точки в диапазоне +10…+15℃ оптимальные. Если показатель увеличивается, то человек чувствует дискомфорт. При значении точки меньше +10℃ среда становится сухой, а от +15℃ начинает ощущаться влажность. Если показатель выше +20℃, то становится душно. Больше остальных к параметрам среды восприимчивы люди с проблемами сердца и органов дыхания.
Значение температуры точки росы определяет уровень комфорта проживания в доме
Как рассчитать точку росы
По математической формуле
Проведение расчётов вручную по формуле – довольно точный способ. Однако для использования формулы предварительно надо определить несколько других показателей. Выглядит формула следующим образом.
Формула для расчёта точки росы
Как видно из рисунка, a и b – постоянные величины. Т – температура воздуха. Rh – относительная влажность воздуха. Такой метод подсчёта даст результат с погрешностью в 0,5ºС.
С помощью онлайн-калькулятора
Поскольку расчёт с помощью формулы вручную подходит не всем (из-за недостаточных знаний в математике либо отсутствия времени), в сети Интернет в открытом доступе размещены онлайн-калькуляторы, которые рассчитывают точку росы на основании введённой информации. Пользоваться ими совершенно несложно: надо только ввести исходные данные (температура атмосферного воздуха и относительная влажность). Результат расчётов появится на экране.
Программы-калькуляторы
Увязать показатель точки росы и предполагаемые последствия неправильного утепления под силу не каждому. Для этого нужны специфические знания в физике и строительстве. Поэтому помимо обычных калькуляторов, рассчитывающих эту величину, созданы программы с расширенными возможностями. Они также находятся в свободном доступе и ими можно воспользоваться в режиме онлайн.
Такие программы при расчёте учитывают множество параметров:
- Населённый пункт, в котором построено (строится) здание. Тут же появляется статистика среднемесячных температур, относительной влажности, давления в этом регионе.
- Вид помещения. Очевидно, что влажность воздуха в ванной будет выше, чем в комнате, а это в свою очередь влияет на вид допустимого утеплителя.
- Тип конструкции. Здесь на выбор предлагается стена, перекрытие, чердачное перекрытие и другие позиции.
- Слои конструкции. Здесь принимается во внимание, что находится за утепляемой стеной – другое помещение либо улица.
- Материал перекрытия или стены.
- Температура и относительная влажность внутреннего и наружного воздуха.
После заполнения всех необходимых полей программа составит график точки росы.
Таблица определения точки росы
При необходимости быстро получить значение точки росы применяются таблицы. Данные таблиц весьма неточные и дают приблизительный результат. Зато пользоваться ими легко и быстро: достаточно только найти нужную ячейку на пересечении столбца и строки с нужной температурой и относительной влажностью воздуха.
Таблица 1. Определение точки росы по двум показателям.
Определение точки росы по двум показателям
Специальные инструменты
В метеорологии придуманы специальные инструменты, позволяющие определить точку росы. Однако даже для расчёта по математической формуле или любым другим методом, описанным выше, нужны свои инструменты.
Температура измеряется термометром, влажность – гигрометром. Для удобства в данном случае подойдёт инструмент, способный замерять и температуру, и влажность воздуха – цифровой термогигрометр.
Этот инструмент сочетает в себе функции градусника и гигрометра
Кроме того, существуют приборы, сочетающие в себе несколько функций: измерение температуры, влажности, расчёт точки росы и запоминание информации.
В большинстве случаев работа с таким прибором выглядит следующим образом.
- Включите прибор. Обратите внимание на заряд батареи.
Так выглядит один из популярных приборов - Поднесите наконечник сенсора к исследуемой поверхности под прямым углом.
Правильное положение прибора обеспечит точность замеров - Чтобы зафиксировать данные замера, нажмите кнопку Hold в меню. Так Вы сможете ознакомиться с результатом в комфортном положении прибора.
Зафиксировать – еще не значит сохранить - Для сохранения данных нажмите кнопку Save.
Возможность сохранения избавляет от необходимости записывать данные в блокнот - При необходимости перенести информацию на компьютер подключите прибор к сети через USB.
Подключить измеритель точки росы к компьютеру не сложнее, чем мобильный телефон - Скопируйте данные на компьютер.
Компьютер – надежное хранилище данных
Работа с приборами для измерения точки росы проста даже для человека без специальной подготовки. Интерфейс интуитивно понятен, а при возникновении вопросов следует обратиться к инструкции.
Какой материал используют для отделки перекрытий?
Как мы уже выяснили, наружная тепловая изоляция позволяет добиться лучшего эффекта по сравнению с внутренней. Кроме того, подобное утепление защищает постройку от негативных изменений окружающей среды, механических повреждений, из-за чего она становится долговечной. Тем не менее, чтобы надежно утеплить стены, необходимо правильно выбрать материал для изоляции.
Несмотря на то, что снаружи и внутри дома наблюдается разная температура воздуха, в двух случаях используются одни и те же варианты утеплителей. Тем не менее, к материалам для наружного утепления предъявляют следующие требования:
- устойчивость к усаживанию и повреждениям;
- долговечность;
- стойкость к воздействию солнечных лучей;
- простота монтажа.
Примеры утепления бетонных и кирпичных стен
Для построек из древесины большое значение имеет способность материала пропускать пар, ведь такие перекрытия должны «дышать». По правилам, предполагается длительное использование утеплителя, а заменять его каждые несколько лет будет нецелесообразно. Поэтому, важно правильно выбрать фасадный слой.
Таблица №1. Разновидности утеплителей для стен
| Название, иллюстрация | Характеристика |
| Минвату изготавливают из тончайших волокон, которые получают после переплавки стекла. По расположению этих волокон отличается структура материала (слоистая, гофрированная), она имеет различную толщину.При этом каждый подвид минеральной ваты характеризуется индивидуальными особенностями: 1. Стекловата. Благодаря содержанию в составе известняка и различных химических компонентов, материал обладает устойчивостью к высоким температурам (до 480 градусов). 2. Каменная вата. Производится из волокон различных горных пород, поэтому имеет высокую плотность, из-за чего выдерживает нагрев до 580 градусов. 3. Шлаковая вата. Производится из отходов металлургической промышленности. Имеет устойчивость к нагреванию до 280 градусов, а также обладает водонепроницаемостью. В продаже такой материал можно найти как плитами, так и рулонами с различным покрытием (бумажным, фольгированным, алюминиевым).Из положительных качеств этого материала выделяют: 1. Имеется структура с мелкими волокнами, которая способствует нормальной циркуляции воздуха и прохождению пара. Поэтому на поверхности практически не образуется конденсат. 2. Минеральная основа позволяет добиться устойчивости материала к возгоранию, что тоже является дополнительной защитой. 3. Материал имеет лучшую устойчивость к влажности. Поэтому снижается риск проникновения сырости в помещение. 4. Минеральная вата позволяет добиться шумоизоляции помещения. 5. В этом синтетическом материале не поселяются различные микроорганизмы, насекомые. Из недостатков отмечают, что минвата усаживается со временем и деформируется при постоянном контакте с влагой. К тому же, ее проблематично укладывать, из-за того что частички стекла попадают на кожу и вызывают раздражение. |
| Утеплители на основе этого материала позволяют добиться оптимальной теплоизоляции из-за характерной ячеистой структуры. Плиты практически не впитывают влагу, а значит подойдут для отделки любых объектов. Следует отметить некоторые преимущества пенополистирола: 1. Плиты имеют минимальный вес, что значительно облегчает процесс монтажа, поэтому с таким процессом справится даже неопытный мастер. К тому же, такая прослойка не перегружает перекрытия. 2. В этом синтетическом материале не образуется плесень, потому что он не подвергается воздействию микроорганизмов. 3. При соблюдении правил монтажа, срок эксплуатации материала составляет около пятидесяти лет. 4. Этот материал имеет устойчивость к воздействию агрессивной щелочи и прочих химических веществ. 5. В процессе монтажа, рабочим не приходится использовать специальные средства защиты рук лица, как при работе с минватой. Из недостатков материала следует отметить: 1. Пенополистирол не пропускает пар, а значит, его не получится использовать при наличии брусовой постройки. 2. Материал разрушается при воздействии некоторых маслянистых веществ, ультрафиолетовых лучей. 3. Материал уступает по шумоизоляционным свойствам предыдущим утеплителям. 4. При нагревании выделает опасные для здоровья токсины, а при пожаре их количество значительно увеличивается. |
| Иначе целлюлозный утеплитель еще принято называть эковатой, изготавливают его из отходов бумажной промышленности. Получается, что 85% состава – это волокна целлюлозы, а оставшиеся 15% — антисептические компоненты. Этот материал помещают во всех пустующие отверстия, благодаря чему, получается долговечное утепление. Монтируют его как в сухом виде, так и с добавлением клея. При сухом монтаже, мастера быстро справляются с процессом, а затем приступают к другим отделочным работам. Тем не менее, такое утепление получится не совсем надежным, поэтому за счет добавления клея увеличивается устойчивость утеплителя к любому агрессивному воздействию. Это значит, что второй вариант будет предпочтителен из-за высоких эксплуатационных качеств. Основные преимущества материала: — безопасность с точки зрения экологии; — отличная тепловая изоляция и шумоизоляция; — устойчивость к возгоранию; — бюджетная стоимость. Из отрицательных сторон следует отметить возможность усадки при длительной эксплуатации. |
Цены на минвату
Минвата
Видео – Расчет толщины утеплителя
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.
Игнорирование физической природы конденсации чревато антисанитарией в помещении
Некоторые факты
Вопрос положения критической точки в стене снимается, если оклеить ее изнутри пароизоляционным материалом. Такими свойствами обладают некоторые виды отделки, например виниловые обои. Пар в конструкцию не поступает, и та будет сухой независимо от распределения температур. Исключением является случай, когда стена промерзает насквозь, а критическая точка оказывается на внутренней поверхности.
Обшивку ограждающих элементов пароизоляцией практикуют в странах Западной Европы. Но у этого решения есть недостаток: для отвода избыточной влаги приходится увеличивать кратность воздухообмена, т.е. производительность вентиляции. Это влечет за собой рост теплопотерь и, как следствие, расходов на отопление. Дом с «дышащими», т.е. паропроницаемыми, стенами обходится дешевле.
Как ведёт себя роса при неутеплённых стенах
При неутеплённых стенах есть несколько вариаций поведения точки росы. В некоторых ситуациях она располагается во внутреннем пространстве стены – ближе к улице либо ближе к комнате. Во втором случае при сильном понижении температуры место конденсации пара будет смещаться на внутреннюю поверхность стены. Тогда на её поверхности непременно образуются капли конденсата.
Неутеплённые стены часто намокают
В некоторых случаях (холодный материал каркаса здания) точка росы может круглый год располагаться внутри помещения, то есть на внутренней поверхности стены. Тогда необходимо произвести прикладные расчеты и озаботиться утеплением стены с учетом климатических особенностей населенного пункта, в котором расположено здание.
В целом место нахождения точки росы в перекрытии или стене взаимосвязано с рядом физических факторов:
- влажности наружного воздуха и воздуха внутри помещения;
- температуры наружного воздуха и воздуха внутри помещения;
- толщины перекрытия или стены.
Мнение специалистов
Специалисты считают, что лучший вариант теплоизоляции − это минеральная вата. При грамотном монтаже материал не нанесет вреда и долго прослужит. Главное не допустить высокой влажности. Для этого вату дополнительно покрывают пленкой, которая ограничивает доступ влаги.
Еще один вариант − установка с двух сторон изоляции дышащих материалов, которые будут выпускать жидкость наружу. Пенопласт или пенополистирол советуют укладывать в сочетании с материалами, не пропускающими водяного пара и предотвращающими конденсацию влаги.
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.
Наружное утепление – верная защита от выпадения конденсата в квартире
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?
Внутри или снаружи утеплять стены?
Возможные последствия
Неправильная укладка теплоизоляции может привести к неприятным последствиям. Материал наносят только на фасад, поскольку дополнительное утепление изнутри считается нецелесообразным по следующим причинам:
- Уменьшается жилплощадь.
- Замерзает стена, так как тепло от помещения не доходит до перекрытия. В результате этого конденсат проникает внутрь теплоизоляции. Стена находится во влажном состоянии и подвергается коррозии.
Некачественная укладка приводит к разрушению стены. Если поверхность под изоляцию будет неровной и старой, ее придется наносить заново, предварительно сделав ремонт. Если утеплитель снаружи дополнительно не покрыть, то за один сезон он размокнет, придет в негодность и начнет отходить от стен. Тепловой слой обязательно нужно защищать от внешней среды.
Видео: Убираем точку росы из стены
Точка росы в утеплённых изнутри стенах
Утепление стен только лишь с внутренней стороны неизбежно приводит к сдвигу точки росы в сторону помещения. Происходит это по причине того, что термоизоляционный материал удерживает тепло в комнате, тем самым делая стену более холодной. А, как известно, чем холоднее поверхность, тем вероятнее факт конденсации воздушной влаги на ней.
Если при нормальных для данного региона температурах точка росы располагается близко к внутренней поверхности стены и не доставляет неудобств, то в особо холодные дни она может смещаться в комнату, то есть на внутреннюю поверхность стены. Тогда стена будет намокать под утеплителем.
Если на неутеплённой стене влага скапливалась постоянно, то после проведения работ по внутреннему утеплению помещения весь холодный сезон стена будет продолжать намокать под утеплителем. Это приведёт к постепенной порче всех слоёв строительных материалов, расположенных на внутренней стороне стены, включая отделку.
Внутреннее утепление не спасает от намокания
В некоторых случаях после внутреннего утепления нормальной стены точка росы изменяет местоположение на утеплитель. Тогда в течение всей зимы будет мокрой не только стена, но и сам термоизоляционный материал.
Так или иначе, чтобы избежать порчи отделки и внутренних утеплительных слоёв, надо запомнить одно простое правило: утепление внутренней поверхности стены проводится только после наружного её утепления.
Факторы, влияющие на теплопотери
Тепловые процессы хорошо коррелируют с электрическими процессами: разница температур действует как напряжение, тепловой поток можно рассматривать как ток – для сопротивления нет необходимости создавать специальный термин. Концепция наименьшего сопротивления, называемая в теплотехнике тепловыми мостами, также полностью справедлива.
Если рассмотреть любой материал в поперечном сечении, то довольно легко определить путь теплового потока как на микро-, так и на макроуровне. В качестве первой модели возьмем бетонную стену, в которой, в силу технологической необходимости, сквозные крепления выполнены стальными стержнями произвольного сечения. Сталь проводит тепло немного лучше, чем бетон, поэтому можно выделить три основных тепловых потока
- От стальных прутьев до бетона
- Через толщину бетона
- Сквозь стальные прутья
Потери тепла через тепловые мостики в бетоне
Наиболее интересной является модель последнего теплового потока. Поскольку стальной сердечник нагревается быстрее, разница температур между двумя материалами будет возникать ближе к внешней стороне стены. Таким образом, сталь не только сама “выкачивает” тепло наружу, но и увеличивает теплопроводность прилегающих бетонных масс.
Тепловые процессы в пористых средах протекают по аналогичной схеме. Почти все строительные материалы состоят из разветвленной сети твердых материалов, между которыми находится пространство, заполненное воздухом. Поэтому твердый, плотный материал является основным проводником тепла, но из-за его сложной структуры путь, по которому движется тепло, больше площади поперечного сечения. Поэтому вторым фактором, определяющим термическое сопротивление, является неоднородность каждого слоя и всей оболочки здания.
Снижение теплопотерь и смещение точки росы в теплоизоляции наружных стен
О точке росы в пластиковых окнах
Если речь заходит о точке росы в стеклопакетах, то многие представляют себе какое-то конкретное загадочное место. В действительности же точку росы увидеть нельзя, что мы с вами уже успели выяснить. Повторимся: под точкой росы подразумевается температура, при охлаждении до которой пар в воздухе насыщается и конденсируется. Существуют специальные таблицы, позволяющие рассчитать точку росы при относительной влажности и конкретной температуре. Одна из таких таблиц приведена ниже.
Точка росы при относительной влажности воздуха
На заметку! Допустим, влажность воздуха составляет 50%, а температура — +21 градус. При таких обстоятельствах точка росы составит +10,2. Что это значит? Если температура какой-то поверхности в квартире опустится до +10,2 градусов, то на ней (поверхности) начнет появляться конденсат. Как правило, самые холодные поверхности в квартире – это пластиковые окна, а потому именно на них в большинстве случаев выпадают излишки влаги.
Люди часто сталкиваются с выпадением конденсата на стеклопакетах. Если исходить из всего, сказанного выше, то можно сделать вывод, что с конденсатом можно бороться двумя способами – повышением температуры стекол и снижением влажности в квартире. Так, комфортной влажности можно добиться посредством обеспечения нормального воздухообмена. Вся лишняя влага – от стирки, кипящих кастрюль и проч. – должна покидать помещение, а не накапливаться в нем. В первую очередь, квартиру следует регулярно проветривать. Частота проветривания определяется в индивидуальном порядке, однако мы советуем делать это минимум по 10 минут дважды в день. Не стоит забывать и о специальных клапанах приточной вентиляции.
Полезные рекомендации
Вентиляция должна быть обеспечена таким образом, чтобы относительная влажность в жилище не превышала нормальных значений (40%-60%). Для этого необходим приток воздуха извне. В домах и квартирах с естественной вентиляцией она, по замыслу, должна поступать через щели в окнах.
Но когда вы заменяете окна герметичными пластиковыми окнами, поток воздуха отсутствует. Вентиляция не работает, даже если вытяжные каналы оснащены вентиляторами. Эта проблема решается путем установки оконных или настенных клапанов.
Также убедитесь, что под внутренней дверью есть зазор.
