Формула расчета температуры точки росы

Формула расчета температуры точки росы

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 температурыуменьшается.

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?

определить по таблице,
рассчитать по формуле,
рассчитать на «Калькуляторе расчета точки росы».

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 )

Тртемпература точки росы, °С;

a = 17.27;

b = 237,7;

Ткомнатная температура, °С;

RHотносительная 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.

Температура воздуха внутри помещения, °С. – 21;

Относительная влажность, %. – 60.

Жмем на кнопочку «Рассчитать» и сразу же получаем значение температуры точки росы – 12,93 °С.

Читайте также:  Как крепить сливы на крышу

Сбросив результат, можем рассчитать Тр для других значений.

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.

1.«Калькулятор расчета температуры внутреннего стекла стеклопакета (оконного профиля)», определив температуру внутреннего стекла стеклопакета Твсс в холодный период, можно спрогнозировать наличие или отсутствие конденсации влаги на стекле (профиле) Вашего окна.

Пример у нас имеется (мы хотим заказать) окно, выполненное с:

  • оконного профиля KBE Etalon, имеющего сопротивление теплопередаче – 0,65 (м2 °С /Вт).
  • однокамерного стеклопакета 4M-16-4M, имеющего сопротивление теплопередаче -0,32 (м2 °С /Вт).

Мы хотим узнать внутреннюю температуру оконного профиля и стеклопакета при температуре в помещения 21°С, и внешней температуре – 20 °С.

Подставляем значения в калькулятор и получаем результат:

Температура внутренней стенки оконного профиля выше точки росы

13,12 > 12,93 .

Следовательно конденсата на стенке оконного профиля, при выбранных условиях не будет.

Температура внутренней стенки стеклопакета ниже точки росы,

4,98 12,93,

превышение незначительное, для указанных условий желательно использовать профили и стеклопакеты с сопротивлением теплопередаче от 0,7 (м2 °С / Вт).

2. «Калькулятор расчета температуры наружного воздуха, при которой наступит точка росы на внутренней поверхности стеклопакета» Зная сопротивление теплопередаче стеклопакета, температуру и влажность в помещении можем рассчитать внешнюю температуру, при которой температура внутреннего стекла стеклопакета будет равна температуре точки росы.

Т.е. внешнюю температуру ниже, которой внутреннее стекло будет потеть.

В предыдущем примере мы определили, что профиль KBE Etalon и стеклопакет 4М-10-4M-10-И4 не будут потеть при внутренней температуре 21 °С и внешней – 20 °С, но хотелось бы знать есть ли запас по уменьшению внешней температуры и какова его величина.

Как видно по результатам расчета, уже при понижении температуры до – 20,96 °С для оконного профиля и до – 20,31 °С для стеклопакета температура внутренней стенки будет равна температуре точки росы.

Вывод:

Данный комплект оконного профиля и стеклопакета хорошо подойдет в местностях, где средние температуры воздуха холодного периода года не опускаются ниже минус 15-18°С.

3. «Калькулятор расчета сопротивления теплопередаче стеклопакета», можно рассчитать минимальное сопротивление теплопередаче стеклопакета, при котором температура внутреннего стекла будет выше температуры точки росы.

Т.е. минимальное сопротивление теплопередаче стеклопакета, при котором стекла не будут потеть.

Для выбранных условий сопротивление теплопередаче оконного профиля и стеклопакета должно быть более 0,635 (м2 °С /Вт).

Таким образом, используя результаты вычислений, еще на стадии выбора элементов окна можно количественно оценить, как оно поведет себя в холодный период года, подобрать оптимальный вариант комплектации.

При описании работ по установке теплоизоляции сооружений встречаются неизвестные словосочетания. Например, следует знать, что значит «точка росы». Это легко объяснить на бытовом примере.

Воздух — смесь азота, кислорода, других газов и пара. Температура, при достижении которой происходит конденсация пара, приобрела понятие точка росы. Такое явление наблюдается, когда кипит чайник, а испарения образуют водяные капли на холодных поверхностях.

Формула для расчета

Вычислить самостоятельно и точно рассчитать точку росы поможет следующая формула:

Здесь Тр означает саму температуру точки, b и a показывают равные (неизменные) величины, ln — натуральный логарифм, Т — температура внутри помещения, Rh — значение относительной влажности.

Как видно из формулы, значение напрямую зависит от величин двух параметров:

  • показателя увлажненности;
  • фактических показаний температуры.
Читайте также:  Метательный топор своими руками

При высокой относительной влажности параметр становится выше и ближе к уровню фактической температуры. Чтобы посчитать эту переменную величину, существует таблица с небольшим шагом параметров. По ней можно найти необходимое значение, измерив относительную влажность и фактическую температуру.

Таблица 1. Определение показателя с помощью соотношения влияющих параметров, от которых зависит точка росы

​По таблице вычисляем, что при температуре, например, 19 градусов и влажности 50% параметр конденсации составит 8,3 градуса.

Из данного видео становится понятно, какой толщины должен быть утеплитель для наиболее комфортных условий:

Термин «точка росы» в строительстве

Постоянно растущий и развивающийся рынок строительных товаров представляет широкий выбор материалов для теплоизоляции. К выбору теплоизоляции для производственных и жилых помещений необходимо подойти должным образом и при строительстве обратить внимание на рассматриваемый показатель.

Из-за неверного измерения точки росы часто происходит запотевание стен, появление плесени, а иногда и разрушение конструкций

Границу перехода от низкой температуры снаружи стен к более высоким внутри отапливаемых сооружений с возможным образованием конденсата специалисты считают точкой росы. На любой поверхности в помещении, показатель температуры которой будет приближен к параметру точки росы или достигнет значения ниже, будут появляться капли воды. Простейший пример: в середине некоторых помещений в холодное время на оконных стеклах стекает конденсат.

Основными факторами, влияющими на определение величины, считаются:

  • климатические факторы (значение температуры и увлажненность воздуха снаружи);
  • температурные значения внутри;
  • показатель влажности внутри;
  • величина толщины стен;
  • паропроницаемость теплоизоляции, применяемой при строительстве;
  • наличие отапливающих и вентилирующих систем;
  • назначение сооружений.

Правильное определение точки росы имеет важнейшее значение в строительстве

Только если правильно измеряется показатель, в дальнейшем можно комфортно эксплуатировать здание и снизит расходы на обслуживание в будущем.

Точное определение

Водяной пар чаще всего конденсируется на самих стенах или внутри их конструкции, если они недостаточно утеплены или построены. Без утеплителя значение будет находиться близко к температуре внутренней части стены, а в некоторых случаях и к стене в середине дома. Когда температура внутри ограждающих сооружений будет иметь величину ниже показателя, то во время похолодания при отрицательной температуре снаружи произойдет выпадение конденсата.

Есть несколько мест, где может находиться показатель на неутепленных конструкциях:

  • внутри конструкции, близко к наружной ее части, стена останется сухой;
  • внутри стены, но близко к внутренней части, стена становится мокрой при температурных перепадах;
  • та сторона стены, которая находится в здании, постоянно будет покрываться конденсатом.

Специалисты не рекомендуют производить утепление помещений изнутри, объясняя это тем, что при применении такого способа теплоизоляции параметр будет находиться под теплоизолирующим слоем в середине помещения. Вследствие этого произойдет большое скопление влаги.

  • конденсат может скапливаться в центре стены и во время холодов сдвигаться в сторону размещения теплоизолирующих компонентов;
  • местом скопления влаги может стать граница ограждающей конструкции и утепляющего слоя, который сыреет и образует плесень в середине комнат;
  • в середине самого теплоизолирующего слоя (он постепенно напитается влагой, начнет плесневеть и гнить изнутри).

Точка росы формируется тремя составляющими: атмосферным давлением, температурой воздуха и его влажностью

Пенопласт, минеральную вату или другой вид утеплителя необходимо поместить с наружной стороны здания, что позволит разместить значение в утепляющем слое (при таком расположении стены внутри будут оставаться сухими). Для более ясного понимания параметра существуют графики ее размещения на стенах домов с утеплением, а также на зданиях, не имеющих утепляющего слоя. Чтобы самостоятельно произвести такой расчет, можно определить точку росы в стене калькулятором.

Читайте также:  Как зарегистрироваться на американском сайте

Неправильное определение значения

Результатом ошибок, допускаемых во время расчета параметров, будет постоянное скопление конденсата, повышенная влажность, развитие грибковых налётов и плесени. Производственное, административное или жилое помещение не сможет служить долго: негативные процессы будут ускорять разрушение. Потребуются дополнительные расходы на текущее обслуживание и капитальный ремонт.

Что такое точка росы

Точкой росы называется температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Проще говоря, это температура, при которой выпадает конденсат.

Температура точки росы определяется только двумя параметрами: температурой и относительной влажностью воздуха. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры.

Таблица с точкой росы

Таблицу с температурой точки росы для различных значений температур (от -5°С до 35°С) и относительной влажности (от 40% до 95%) воздуха в помещении можно найти в справочном Приложении Р к СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». К сожалению, в эту таблицу закралось несколько опечаток. Я подготовил для вас файл с таблицей, там опечатки исправлены.

Формула расчета точки росы

Вы можете воспользоваться формулой для приблизительного расчёта точки росы Тр (°С) в зависимости от температуры воздуха Т (°С) и его относительной влажности Rh (%):

Формула обладает погрешностью ±0.4 °С в диапазоне температуры воздуха Т от 0°С до 60°С, температуры точки росы Тр от 0°С до 50°С, относительной влажности Rh от 1% до 100%.

Приборы с определением точки росы

Психрометр (гигрометр психрометрический) — прибор для измерения влажности воздуха и его температуры. Психрометр состоит из двух спиртовых термометров, один из них — обычный сухой термометр, а второй имеет устройство увлажнения. Вследствие испарения влаги, увлажнённый термометр охлаждается. Чем ниже влажность, тем меньше его температура. При 100% влажности показания термометров одинаковы. Для определения относительной влажности используют психрометрическую таблицу. Такие приборы в настоящее время используются только в лабораторных условиях.

Наиболее удобны в практике обследования зданий портативные электронные термогигрометры с индикацией температуры и относительной влажности воздуха на цифровом дисплее. Отдельные модели термогигрометров имеют также индикацию точки росы.

Расчет точки росы в тепловизоре

Некоторые модели тепловизоров имеют встроенную функцию расчета точки росы в реальном времени и отображения на термограмме изотермы, наглядно показывающей поверхности, где температура ниже точки росы во время тепловизионной съемки. Такая функция есть, к примеру, линейке тепловизров строительного назначения (серия «B» от «Building») FLIR Systems.

Изотерму по точке росы можно добавить на термограмму позже в программе обработки на компьютере. Для расчета понадобится задать температуру и влажность воздуха. Изотерма закрасит на термограмме все поверхности, температура которых ниже точки росы. Не забывайте, что эта функция показывает опасные для конденсации участки только при услових тепловизионного обследования. Если наружная температура повысится, а внутри влажность упадет, опасные зоны исчезнут с термограммы (конструкции будут теплее, а точка росы ниже). Ниже приведены скриншоты программ FLIR и TESTO.

Точка росы в строительстве

О значении конденсации и точки росы при эксплуатации строительных конструкций, положении точки росы или плоскости возможной конденсации в стенах, оценке дефектности конструкций по критерию точки росы с использованием тепловизионной съемки я напишу в одной из следующих публикаций.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector