Вентиляционные клапаны
Пластиковые раздвижные окна
Жалюзи

Эта загадочная «точка росы» (часть 2)

26-10-2009

Пластиковые окна и образование конденсата

Вам не приходилось замечать, что на поверхности окон и внешних стен со стороны помещения образуется конденсат? Попробуем объяснить при помощи простых примеров, как и почему это происходит.

Причина № 1:
Влажность воздуха

Рассмотрим простой пример: оставьте в комнате на некоторое время открытую миску с водой. Вы вскоре заметите, что вода постепенно испаряется.

Еще один пример: даже если вода находится в закрытом сосуде, то при внимательном наблюдении можно заметить, что она продолжает испаряться, хотя и не так быстро. Однако в закрытом сосуде вода не испаряется полностью!

Рассмотрим теперь, что же происходит с водой на молекулярном уровне.

Вода состоит из одинаковых молекул с химической формулой Н2О. Вода может находиться в твердом (лед), жидком или газообразном (водяной пар) состоянии.

Три агрегатных состояния воды различаются между собой по тому, насколько прочно связаны между собой молекулы и насколько они подвижны.

Что же происходит на поверхности воды, граничащей с воздухом?

Отдельные молекулы, находящиеся на границе с воздухом, отрываются от поверхности воды и образуют невидимый водяной пар.

Поэтому в воздухе, который граничит с поверхностью воды, содержится вода в виде пара.

Точно также молекулы переходят обратно из газообразного в жидкое состояние.

Итак, мы наблюдаем два процесса; испарение и конденсацию.

Испарение: если за единицу времени из жидкого в газообразное состояние переходит больше молекул, чем наоборот, количество воды уменьшается.

 

Конденсация: если за единицу времени из газообразного в жидкое   состояние переходит больше молекул, чем наоборот, количество воды  увеличивается.

При равных условиях между испарением и конденсацией наблюдается равновесие, заключающееся в том, что за единицу времени из жидкого в газообразное состояние переходит столько же молекул, сколько наоборот.

Это равновесие достигается в закрытом сосуде (пример № 2) после того, как воздух, находящийся в сосуде, вобрал максимально возможное количество влаги. Этот воздух теперь насыщен водяным паром.

Количество водяного пара, которое в состоянии принять воздух, зависит исключительно от его температуры.

температура в С°

предел насыщения в г/м3

-10

2,14

0

4,8

10

9,4

20

17,3

30

30,3

Таблица 1: предел насыщения воздуха водяным паром при различной температуре воздуха

Вывод:

Чем выше температура воздуха внутри помещения, тем выше предел насыщения.

Теперь вернемся к примеру № 1:

Если миска с водой остается открытой, объем воздуха, способного принимать постоянно отрывающиеся от поверхности воды молекулы, достаточно велик.

Воздух в состоянии принимать молекулы воды до тех пор, пока не достигнут предел насыщения.

Содержание воды в таком ненасыщенном воздухе называется относительной влажностью воздуха. Воздух, насыщенный водой,

имеет относительную влажность 100%, ненасыщенный воздух — менее 100%.

Пример:
Воздух температурой 20 С° может содержать не более 17,3 г/м3 воды. Если в нем содержится только 8,7 г/м3, его относительная влажность f составляет 50%:

f= 8,7/17,3-100% =50%

Если воздух температурой 20 С° в состоянии содержать 17,3 г/м3 воды, то воздух температурой 10 С° насыщен уже при 9,4 г/м3.

Причина № 2:
Точка росы

Точка росы — это температура, при которой воздух, имеющий определенную исходную температуру и относительную влажность, больше не в состоянии поглощать влагу.

Если температура воздуха составляет 20°С, а влажность — 50%, это означает, что в воздухе содержится 50 % того максимального количества воды, которое может там находиться.

Если воздух охлаждается до 9,3°С, его относительна влажность увеличивается до 100%, т.е. воздух температурой 9,3°С теперь насыщен влагой до предела.

Если воздух будет охлаждаться дальше, начнется образование конденсата, поскольку воздух больше не в состоянии удерживать воду.

Точка росы Vs* в С0 при относительной влажности воздуха в %

С0

30%

35%

40%

45%

50%

55%

60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

95%

30

10.5

12,9

14,9

16,8

18,4

20,0

21,4

22,7

23,9

25,1

26,2

27,2

28,2

29,1

29

9,7

12,0

14,0

15,9

17,5

19,0

20,4

21,7

23,0

24,1

25,2

26,2

27,2

28,1

28

8,8

11,1

13,1

15,0

16,6

18,1

19,5

20,8

22,0

23,2

24,2

25,2

26,2

27,1

27

8,0

10,2

12,2

14,1

15,7

17,2

18,6

19,9

21,1

22,2

23,3

24,3

25,2

26,1

26

7,1

9,4

11,4

13,2

14,8

16,3

17,6

18,9

20,1

21,2

22,3

23,3

24,2

25,1

25

6,2

8,5

10,5

12,2

13,9

15,3

16,7

18,0

19,1

20,3

21,3

22,3

23,2

24,1

24

5,4

7,6

9,6

11,3

12,9

14,4

15,8

17,0

18,2

19,3

20,3

21,3

22,3

23,1

23

4,5

6,7

8,7

10,4

12,0

13,5

14,8

16,1

17,2

18,3

19,4

20,3

21,3

22,2

22

3,6

5,9

7,8

9,5

11,1

12,5

13,9

15,1

16,3

17,4

18,4

19,4

20,3

21,1

21

2,8

5,0

6,9

8,6

10,2

11,6

12,9

14,2

15,3

16,4

17,4

18,4

19,3

20,2

20

1,9

4,1

6,0

7,7

9,3

10,7

12,0

13,2

14,4

15,4

16,4

17,4

18,3

19,2

19

1,0

3,2

5,1

6,8

8,3

9,8

11,1

12,3

13,4

14,5

15,5

16,4

17,3

18,2

18

0,2

2,3

4,2

5,9

7,4

8,8

10,1

11,3

12,5

13,5

14,5

15,4

16,3

17,2

17

-0,6

1,4

3,3

5,0

6,5

7,9

9,2

10,4

11,5

12,5

13,5

14,5

15,3

16,2

16

-1,4

0,5

2,4

4,1

5,6

7,0

8,2

9,4

10,5

11,6

12,6

13,5

14,4

15,2

15

-2,2

-0,3

1,5

3,2

4,7

6,1

7,3

8,5

9,6

10,6

11,6

12,5

13,4

14,2

14

-2,9

-1,0

0,6

2,3

3,7

5,1

6,4

7,5

8,6

9,6

10,6

11,5

12,4

13,2

13

-3,7

-1,9

-0,1

1,3

2,8

4,2

5,5

6,6

7,7

8,7

9,6

10,5

11,4

12,2

12

-4,5

-2,6

-1,0

0,4

1,9

3,2

4,5

5,7

6,7

7,7

8,7

9,6

10,4

11,2

11

-5,2

-3,4

-1,8

-0,4

1,0

2,3

3,5

4,7

5,8

6,7

7,7

8,6

9,4

10,2

10

-6,0

-4,2

-2,6

-1,2

0,1

1,4

2,6

3,7

4,8

5,8

6,7

7,6

8,4

9,2

* дл промежуточных показателей, не указанных в таблице, определяется средняя величина.

Таблица 2: наступление точки росы Vs в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха.

Вывод:
Конденсат образуется в том случае, если воздух, охлаждаясь, не в состоянии больше удерживать исходное количество воды.

 1

Причина № 3:
Низкая температура поверхности строительных деталей

При образовании конденсата немаловажную роль, помимо температуры и влажности воздуха, играет температура поверхности строительных деталей.

Для того чтобы началось образование конденсата, воздух вовсе не обязательно должен быть полностью охлажден. Достаточно того, чтобы температура поверхности, которая граничит с воздухом, опустилась ниже точки росы.

  температура воздуха 20? С
относит. влажность воздуха 50 %
  температура поверхности 9°С — ниже точки росы — конденсат
температура поверхности 15°С — выше точки росы — конденсат не образуется

образование конденсата на холодной поверхности

Этот процесс продолжается до тех пор, пока воздух, граничащий с данной поверхностью, не освободится от определенного количества воды и его относительная влажность не уменьшится.

Факторы, воздействующие на температуру поверхности строительных деталей:

• температура воздуха снаружи
• температура воздуха в помещении
• теплоизолирующие свойства строительных деталей

Стеклопакеты с теплоизоляционными стеклами
и их технические показатели

Коэффициент К
Коэффициент теплопередачи К стеклопакета обозначает количество энергии, которое теряется за единицу времени на 1 м2 стеклопакета при разнице температур 1 Кельвин. Чем ниже этот показатель, тем меньше потери тепла.
Кс = коэффициент К стеклопакета
Кр = коэффициент К рамы
Ко = коэффициент К всего окна

Коэффициент G
Коэффициент G — это коэффициент пропускания общей энергии в пределах волн длиной от 300 до 2500 нм. Он определяется за счет прямого пропускания солнечной энергии и вторичной теплоотдачи, направленной в помещение и являющейся результатом длинноволнового излучения и конвекции.

Светопроницаемость
Светопроницаемость tl определяется для волн видимого света длиной от 380 нм до 780 нм. Светопроницаемость указывается в %.

Индекс цветопередачи
Индекс цветопередачи Ra определяет способность стеклопакета передавать цвет. Показатель более 90 обозначает высокую степень цветопередачи.

Пропускание ультрафиолетовых лучей
Пропускание ультрафиолетового излучения определяется для волн длиной от 280 нм до 380 нм.

Селективность
Показатель селективности S указывает на отношение светопроницаемости к коэффициенту пропускания общей энергии. Высокий показатель селективности свидетельствует о положительном соотношении этих двух параметров.

Поглощение энергии
За счет этого процесса энергия излучения преобразуется в тепловую энергию и приводит к повышению температуры поглощающего стекла.

Как определить температуру стекла?

Стеклопакет с теплоизолированными стеклами отличается от обычного стеклопакета не только более низким коэффициентом К (результат — снижение расходов на отопление), но и температурой стекла.

Вот простая формула для определения температуры стекла:

для внутреннего стекла: Твс = Тв + К*Тн — Твв

для наружного стекла: Тнс = Тн + К*Тв — Тн/µн

Твс/нс температура внутреннего / наружного стекла
Тв температура внутри помещения
Тн наружная температура
К коэффициент К стеклопакета

µв, µн термическое сопротивление в соответствии с DIN 4108
(Часть 4)

Пример расчета:

Обычный стеклопакет имеет коэффициент К = 3,0 W/m2xk, наружная температура составляет -15 °С, температура помещения равна 20 °С.

температура внутреннего стекла: Твс= 20 + 3,0 х -15 -20 = 6,9 °С

температура наружного стекла: Тнс= -15 +3,0 х 20+15 = -10,4 °С 23

Вывод:

При одной и той же температуре помещения и одной и той же наружной температуре температура внутреннего стекла тем выше,
чем ниже коэффициент К стеклопакета. Наоборот, чем ниже коэффициент К стеклопакета, тем ниже температура наружного стекла.

Таблица 3: температура стекол (стеклопакеты с разным коэффициентом К)

наружное стекло (наружная температура -15°С) 18. коэффициент К стеклопакета в W/m2xk внутреннее стекло (температура помещения 20°С)

-6,2 С

5,8

-5,4 °С

-10,4 °С

3

+6,9 °С

-13 °С

1,3

+14,3 °С

-13,9 °С

0.7

+16,9 °С

Как и почему на внутреннем стекле образуется конденсат?

Это явление возникает, если наряду с высокой влажностью воздуха в помещении температура внутренней поверхности стеклопакета значительно ниже, чем температура воздуха в помещении.

Вот несколько характерных примеров образования конденсата на поверхности внутреннего стекла:

• Если в помещении стирают или принимают душ, температура и влажность воздуха значительно увеличиваются. На охлажденных стенах и внутренних стеклах в холодное время года образуется конденсат в результате того, что температура опускается ниже точки росы.

• Приготовление пищи всегда вызывает повышенную влажность воздуха. Из-за этого в холодное время года на поверхности внутренних стекол образуется конденсат.

• Каждый человек во время сна выделяет в воздух значительное количество влаги. Поэтому по утрам в спальне обычно повышенная влажность. Если на окна не установлены рольставни или откидные ставни, зимой на внутреннем стекле образуется конденсат. Конденсат может также появиться на окнах с рольставнями или откидными ставнями, когда по утрам ставни открывают, и поверхность стекла быстро охлаждается.

Кроме того, существует еще несколько факторов, которые способствуют образованию конденсата:

большое количество растений в помещении

неправильное расположение батарей

глубокие оконные откосы, занавески, жалюзи со стороны помещения, которые нарушают циркуляцию воздуха

тепловые мосты (места утечки тепла)

Как образуется влага в помещении?

человек обычные движения от 30 до 60 г/ч
. работа от 120 до 200 г/ч
. средней тяжести . .
. тяжела работа от 200 до 300 г/ч
ванная ванна ок. 700 г/ч
. душ ок. 2600 г/ч
. сушка белья (ок. 4,5 кг) отжатое белье неотжатое белье от 50 до от 100 до 200 г/ч 500 г/ч
кухня приготовление пищи от 600 до 1500 г/ч
. в среднем за день в кухне ок. 100 г/ч
комнатные растения цветы (напр., фиалки) от 5 до Юг/ч
. Другие комнатные растения от 7 до 15 г/ч
. фикус средних размеров от 10 до 20 г/ч
. водоросли от 6 до 8 г/ч
открыта поверхность воды . ок. 40 (г/m2ч)
молодое дерево (2-3 м), например, пальма . от 2000 до 4000 г/ч
взрослое дерево (25 м) . от 2 до Зm2/ч

Значительное влияние на частоту образования конденсата на поверхности стекла со стороны помещения оказывает, прежде всего, коэффициент К стеклопакета.

Рассмотрим пример с бассейном:

При температуре помещения 28 °С и относительной влажности воздуха 50 % мы узнаем из таблицы 2, что точка росы в данном случае составляет 16,6 °С.

Если в бассейне установлены обычные стеклопакеты, то при наружной температуре -10 °С температура внутренних стекол будет составлять 13,8 °С, что приведет к образованию конденсата.

Если в бассейне установлены теплоизоляционные стеклопакеты с коэффициентом К = 1,3 W/m2xk, температура внутренних стекол не достигает точки росы и конденсат не образуется:

Твс = 28 + 1,3 * (-10-28)/8 =21,8 °С 8

(> 16,6 °С )

Итак, теплоизоляционные стеклопакеты снижают вероятность образования конденсата на поверхности стекол со стороны помещения.

Вывод:
Чем ниже коэффициент К стеклопакета, состоящего из нескольких стекол, тем выше температура стекла со стороны! помещения и тем ниже вероятность образования конденсата на поверхности стекла.

Как пользоваться графиком «Точка росы»

Пример 1:
При помощи данного графика можно определить, при какой влажности воздуха на поверхности стекла со стороны помещения начнет образовываться конденсат, если температура помещения составляет 22.°С, наружная температура -20°С, и стеклопакет обладает коэффициентом К = 1,7 W/m2xK.

2 От заданной температуры помещения проводится горизонтальная линия до пересечения с кривой наружной температуры.

От этой точки пересечения проводится вертикальная линия наверх до пересечения к кривой коэффициента К.

От точки пересечения проводится снова горизонтальная линия направо до ограничительной линии, которая обозначает влажность воздуха.

Полученная таким образом величина 58% указывает на влажность воздуха, при которой в данных условиях на поверхности стеклопакета появится конденсат.

3 Пример 2:
Стеклопакеты с различным коэффициентом К при влажности воздуха 50% и температуре внутри помещения 21 °С. Определение наружной температуры, при которой на внутренней поверхности стекла появится конденсат.

красный цвет: стеклопакет типа ipius neutrai, коэффициент К = 1,1 W/m2K, конденсат на внутреннем стекле образуется только при наружной температуре -48,2 °С.

зеленый цвет: обычный стеклопакет, коэффициент К = 3,0 W/m2K, конденсат на внутреннем стекле образуется уже при наружной температуре -8 °С.

Чем выше теплоизоляция, т. е. чем ниже коэффициент К, тем ниже вероятность образования конденсата, тем ниже расходы на отопление и благоприятнее микроклимат помещения. Кроме того, теплоизоляционные окна значительно сокращают выброс вредных веществ в атмосферу.

Что такое тепловые мосты

После установки изолированных пластиковых окон конденсат может появляться на не только на поверхности внутренних стекол, как было уже сказано выше, но и на других участках, непосредственно прилегающих к окну, например, в оконных откосах.

В этом случае основная причина образования конденсата — тепловые мосты. Под тепловым мостом подразумевается место, в котором наблюдается, по сравнению с соседними поверхностями,

• дополнительный поток тепла и

• низкая температура поверхности со стороны помещения

В местах присоединительных швов рама соприкасается с внешней стеной. Там, где находятся рядом разные строительные материалы с разной теплопроводностью и элементы различной формы, неизбежно возникают тепловые мосты. Любое установленное в проем окно вызывает сильное искривление изотерм и потери тепла.

Чтобы определить наиболее благоприятное расположение окна в проеме, необходимо сделать чертеж прохождения изотерм.
Изотерма — это линия, соединяющая точки с одинаковой температурой. Ее прохождение определяется наличием тепловых мостов, которые возникают в результате разницы материалов и различной конфигурации строительных элементов (углы и кромки).

4

В местах присоединения оконных элементов к стене наблюдаются оба типа тепловых мостов.

Чертеж изотерм

Чертеж изотерм
для окна из профилей
Шаг изотерм — 2°С

5

Как проходят изотермы

6

При помощи изотерм можно определить изменение температуры для любого вида монтажа. Очень важную роль при этом играет изотерма 10°. Если она проходит внутри конструкции, то в области внутреннего присоединительного шва конденсат образовываться не будет. Изотерма должна быть как можно меньше искривлена, чтобы потери тепла в области присоединения были минимальными.

 7

Условия монтажа, препятствующие образованию конденсата в области присоединительных швов и способствующие снижению потери тепла:

Почему в квартире появилась плесень?

В холодное время года, когда температура опускается ниже нуля, становится ясно, что во многих жилых помещениях далеко не самый благоприятный микроклимат, о чем свидетельствует образование конденсата, т.е. появление влаги на холодных наружных стенах и, как следствие, возникновение плесени.

После установки новых пластиковых окон часто невозможно понять, что же происходит. Казалось бы, ничего не изменилось. Как и раньше, помещения время от времени проветриваются, и, тем не менее теперь в квартире появилась плесень, чего раньше никогда не было.

Причины образования плесени

В большинстве случаев в процессе реконструкции старых домов не только устанавливаются новые окна, но и происходит замена всей системы отопления. Старые газовые колонки в ванной и на кухне заменяются центральной системой обеспечения горячей водой, на батареи устанавливаются регулирующие вентили и счетчики расходов на отопление.

Что же изменилось в результате технических нововведений?

1. Окна закрываются очень плотно, из щелей больше не дует. При этом не существует больше так называемой принудительной вентиляции через щели.

2. С отказом от газовых колонок в ванной и на кухне в дымовой трубе нет больше тяги, т.е. исчезла еще одна возможность принудительной вентиляции.

3. Из-за растущих цен на отопление жильцы стараются экономнее расходовать тепло и чаще выключают отопление. Если же температура воздуха в помещении понижается, одновременно понижается и температура наружных стен, в результате наступает точка росы и образуется конденсат. Кроме того, охлажденный воздух вбирает меньше влаги.

Единственное решение этой проблемы — больше проветривать!

Скапливающаяся в помещении влага должна выходить наружу!

Итак, несколько раз в течение дня необходимо проветривать помещение, несмотря на то, что воздух в помещении при этом будет охлаждаться, а некоторое количество тепла будет теряться.

Где же оптимальное решение?

Дело в том, что в 90% случаев образования плесени влажность воздуха в помещении выше, чем допустимо при использовании данных строительных материалов. При этом влага не проникает снаружи через щели в стене, но возникает в результате естественных процессов, протекающих в любой квартире.

Эту влагу необходимо выводить наружу путем проветривания.

Раньше избыточная влага выходила наружу в результате принудительной вентиляции. Теперь, после установки новых изолированных окон, помещение необходимо как следует проветривать несколько раз в день.

Как избавиться от избыточной влаги:

В результате проветривания использованный, теплый и влажный воздух выводится наружу. В помещение поступает свежий, холодный и сухой воздух. Таким образом, проветривание — это обмен воздуха, который, к сожалению, связан с неизбежной потерей тепла. Эти потери тепла могут быть сведены до минимума, например, при кратковременном проветривании с открытыми настежь окнами. Зимой за несколько минут проветривания комната заполняется свежим воздухом при незначительном охлаждении.

• Помещения, в которых постоянно скапливается избыточная влага (ванная, кухня), необходимо регулярно проветривать. Это значит, что двери этих помещений во время проветривания должны быть закрыты, чтобы влажный воздух не распространялся по всей квартире.

Не следует устанавливать складывающиеся двери между ванной и коридором или снимать дверь на кухню. После мытья или приготовления пищи следует широко раскрыть окна, двери должны быть плотно закрыты.

• Те же правила действуют и для спальни. За ночь через дыхание и через кожу человек выделяет в воздух значительное количество влаги. Влага находится не только в воздухе, но и на мебели, на постельном белье, на коврах и занавесках. Она может выводиться из помещения только постепенно.

Утром, после того, как Вы встаете, необходимо выключить отопление и на короткое время раскрыть окна настежь. Влажный воздух выйдет наружу и войдет свежий воздух.

Закрыв окно, сразу же включите отопление, поскольку теплый воздух, как известно, быстрее впитывает влагу.

Прежде чем уйти из квартиры, необходимо еще раз ненадолго открыть окно (обычно из квартиры уходят приблизительно через час после того, как встают).

За это время часть влаги с мебели и т. п. успела перейти в воздух, поэтому помещение следует проветрить снова.



Количество просмотров заметки: 11 940 views

Отзывов: 10 на «Эта загадочная «точка росы» (часть 2)»

  1. Армен пишет:

    интересная статья подписался на Rss ленту

  2. Макс пишет:

    класс!

  3. zhenskaya obuv пишет:

    Good post, but much too much.

  4. Zoftethenue пишет:

    хорошее начало

  5. Александр пишет:

    Толково. Больше бы таких статей!!!

  6. Order Softwares пишет:

    Thanks for the good writeup. It if truth be told used to be a amusement account it. Glance complicated to far delivered agreeable from you!

  7. Buy Vpn пишет:

    Maybe you can write next articles referring to this article. I want to read more things about it!

  8. VPN пишет:

    Hey There. I found your weblog the usage of msn. This is a very well written article.

  9. DavidBlanes пишет:

    интересная тема :)

  10. Skegrarypejar пишет:

    было познавательно прочесть, забавное мнение

Ваш отзыв

Рубрика: Диалоги о вентиляции
Banner
Banner
Banner
Banner