У житті людини все взаємопов’язано! І навіть романтика і краса природи стають способом позначити процеси, що протікають у вузьких сферах науки. Наприклад, точка роси – що це таке, як не фізичне явище, яке натурально можна побачити рано вранці в кінці весни або в літню пору.
Фізичний термін
Всі фізичні явища, які вивчаються в шкільному курсі фізики, оточують нас без перерв на обід, сон і свята. Все життя – це фізика, так чи інакше вже освоєна людством і ще зовсім невивчена. Наприклад, багато явища природи, пізнані вченими-фізиками, знайшли своє наукове втілення у практичній діяльності людини. Ось ранкова роса – краса літнього ранку. Але від тієї ж роси, яка випадає в жилих приміщеннях з-за неправильно встановлених вікон, порушеною гідро – і теплоізоляції можна отримати величезну кількість проблем. І певні параметри, коли волога випадає на навколишні поверхні, отримали гарну назву – точка роси. Якщо використовувати грамотна мова предметних визначень, то цей параметр є значенням температури газу, охолоджуваному изобарически (при постійному тиску), при якій водяна пара, що міститься в цьому газі, набуває насиченості.
Вологість повітря
У грамотному визначенні поняття “точка роси” є ще один важливий фізичний термін – изобарическое охолодження повітря. Мало хто, дивлячись на калюжі на підвіконні, утворилися скопилася вологи на склі, згадають закон Гей-Лоссака – відносна зміна об’єму даної маси газу при незмінному тиску пропорційно зміні температури. Хоча про вологості повітря люди чують щодня в прогнозі погоди. Кількість водяної пари в навколишньому повітрі, взятому в обсязі 1 куб. м, називається абсолютною вологістю. А ось відносна вологість повітря – це показник співвідношення кількості водяної пари повітря (обчислюється у відсотках) до максимально можливого при наявній температурі. І саме при розгляді цієї характеристики виникає поняття “точка роси”. Що це таке? Це температура, при якій водяна пара стає насиченою і осідає краплями води при наявному тиску. Якщо прогноз погоди говорить про високої відносної вологості повітря, то температура точки роси буде наближатися до температури навколишнього повітря.
Побут, повітря, вода
Людина в побуті вкрай рідко замислюється про таке поняття, як точка роси. Визначення її важливо лише в деяких виробництвах, будівництві, медицині. Але для кожного важлива певна вологість навколишнього повітря для гарного самопочуття. Коли повітря достатньої вологості, дихається легко і вільно, але варто цим показником змінитися при постійному тиску і температурі навколишнього середовища, то відчувається або сухість, або надмірна вологість. Саме на підставі відносної вологості повітря може бути визначена і точка роси. Це явище – дуже складний і важливий аспект фізики атмосфери. Так само воно важливо для життєдіяльності людини. Наприклад, будівельники на досвіді знають, що точка роси – значущий параметр якісної споруди, що робить вплив на весь побут майбутніх мешканців або користувачів.
Навіщо потрібно визначати точку роси в будівництві?
Вимірювання точки роси – досить проста задача, якщо користуватися певними формулами і правилами. Але для чого необхідно знати цей природний параметр людям, які займаються будівництвом? Тут все дуже просто – для розуміння процесу утеплення приміщення, адже шар, що служить перешкодою для холоду і вологи, може розташовуватися як з внутрішньої сторони приміщення, так і з зовнішньої, а може бути відсутнім зовсім. До того ж від точки роси залежить і товщина утеплювача. При розрахунку цього параметра з точки зору будівництва і утеплення будівель необхідно враховувати наступні параметри:
- матеріал і товщина матеріалів усіх компонентів стіни;
- температура в приміщенні;
- температура зовні приміщення;
- вологість повітря в приміщенні;
- вологість повітря зовні приміщення.
Чим ближче фізично розташована точка роси до внутрішньої поверхні стіни, тим більший період часу стіна буде волога. Це буде відбуватися при зниженні температури повітря як на вулиці, так і в приміщенні. Професійні будівельники знають, що для створення оптимального мікроклімату в приміщенні в районах із значним річним розкидом температури будівлю необхідно в першу чергу утеплювати зовні, провівши розрахунок товщини ізолюючого шару для правильного визначення в ньому фізичного розташування точки роси.
Вікна “плачуть”
Нові технології роблять життя комфортнішим. Наприклад, пластикові вікна дозволили зробити будівлі більш захищеними від примх погоди, зовнішніх звуків, ефективніше зберігати тепло, відмовитися від рутинної осінньо-весняної обов’язки конопатити і расконопачивать віконні рами. Але цей варіант працює на всі 100 % тільки в тому випадку, якщо вікна встановлені з дотриманням усіх параметрів, в тому числі і з урахуванням такого чинника, як температура точки роси. Дерев’яні рами вікон, навіть якщо вони добре законопачені, мають природні мікропори, що служать своєрідними вентиляційними каналами. Про таких рамах кажуть “дихаючі”. А ось пластикові вікна позбавлені такого необхідного компонента для створення комфортного мікроклімату. Саме тому, коли вологість і температура перестають перебувати у певній рівновазі, вікна починають “плакати” – волога накопичується на стеклах і пластикових перегородках, стікаючи вниз і утворюючи калюжі на підвіконнях. Це негативно позначається на стані приміщень – підвищується вологість, предмети, що знаходяться в ньому, можуть відволожуються, запліснявіти. При установці пластикових вікон слід завжди пам’ятати про те, що точка роси залежить від двох факторів – від температури поверхні вікна і від вологості повітря в приміщенні. Однокамерне вікно в кліматі з низькими температурами повітря у будь-якому випадку буде “плакати”, якщо таке вікно коштує в житловому опалювальному приміщенні. Тому рекомендується в такому випадку ставити навіть не двох, а трикамерні вікна. Тоді внутрішнє скло буде мати досить високу температуру, порівняно зі зовнішнім склом, щоб залишатися сухим. Також необхідно нормалізувати вологість повітря в квартирі, налагодивши якісну вентиляцію. Якщо в квартирі сухо, а вікна встановлені правильні, то точка роси ніяк себе не проявить і поверхня скла буде залишатися сухою.
Точка роси і руйнування металу
Технічні розробки дозволили не займатися высчитыванием точки роси за формулами, а використовувати спеціальний прилад, який автоматично визначає цей параметр для вологи та вуглеводнів – це так званий аналізатор точки роси. Він використовується фахівцями під час проведення певних видів робіт, наприклад при нанесенні захисного покриття на прилади і системи з матеріалів, що піддаються корозії з-за високої вологості. Адже якщо поверхня перед нанесенням покриття володіє недостатньою сухістю, то завдана захист працювати не буде, так як не проявиться достатня адгезія, тобто зчеплення між матеріалами. Пофарбована поверхня буде покриватися здуттями, тріщинами, а основний матеріал продовжить руйнуватися навіть під захистом. Саме для якісної антикорозійного захисту необхідно знати точку роси, обчислюючи її за допомогою формул і приладів-аналізаторів.
Самопочуття і точка роси
Температура точки роси – важливий природний параметр, про яких людина практично ніколи не замислюється в повсякденному житті. Але цей фактор робить саме безпосередній вплив на самопочуття, саме тут грає роль відносна вологість повітря, про яку згадується в прогнозах погоди. Так, вченими та медиками відмічено, що високий показник точки роси відчувається як дискомфорт, і якщо температура повітря висока, а точка роси наближається до неї досить близько, то людина страждає від вологої духоти.
Світові метеорологічні спостереження
Розрахунок точки роси – важливий параметр для проведення багатьох видів технічних робіт, для здоров’я людини. Вона входить до фізичні природні явища та може ставитися до такої науки, як метеорологія – спостереження за погодою. Ця область вивчення природи зародилася дуже давно, але як наукова область організувалася в 17-м столітті, коли Галілео Галілеєм був придуманий термометр, а Отто фон Геріке – барометр. Вимірювання температури, вологості повітря, атмосферного тиску дозволили зробити висновок про такий параметр, як “точка роси”. Коли його вперше зафіксували і стали використовувати в різних сферах життєдіяльності людини, точно невідомо, але спостереження і фіксація цього фізичного явища проводяться постійно у всіх точках земної кулі. Найвища температура точки роси була зафіксована в іранському містечку Джаска 20 липня 2012 року і становила 35 0С. Тепер можна зрозуміти, чому з підвищенням вологості повітря і температури навколишнього середовища стає важко дихати – у цьому свою роль грає такий параметр, як “точка роси”. Що це таке? Фактор співвідношення вологості повітря і температури, при яких конденсується волога.
Основна формула
Сама ж точка роси як природне явище вираховується кількома способами. Найбільш простий представлений формулою на малюнку нижче.
В ній Тр – точка роси, RH – відносна вологість, Т – температура, цифрові значення 243,12 і 17,62 є постійними.
Дана формула дає похибку в 1 0С, і якщо його врахувати, то параметр буде вирахуваний досить вірно.
Таблиця для визначення точки роси
Розрахунок точки роси – досить складний алгоритм, що потребує не лише знання певних фізичних параметрів, але і вміння користуватися певними математичними формулами. Складний і досить тривалий процес розрахунку можна прибрати, якщо скористатися табличними значеннями. У таких таблицях вказується відносна вологість повітря і температура навколишнього середовища, Перетин цих параметрів у табличній сітці дає значення температури точки роси.
Утепеленіе будинку – зовні або зсередини?
Формула розрахунку точки роси в повсякденному житті мало кому знадобиться. Але от у деяких виробництвах і сферах діяльності людини без неї обійтися не можна. Точка роси, визначення якої було розглянуто вище, є важливим параметром якісного будівництва та облаштування приміщень будь-якого призначення. Яким би не було приміщення, у ньому має бути сухо, а значить, точка роси в стіні повинна бути або повністю усунена, або зведена на максимальне видалення від внутрішньої поверхні. Наприклад, будівництво і утеплення будівель в обов’язковому порядку зажадають таких розрахунків. Сьогодні можна знайти чимало табличних покажчиків з вже высчитанными значеннями. Але багато користуються формулами для підтвердження зазначених даних і максимально точного визначення точки роси для якісної тепло – і гідроізоляції приміщень при конкретних умовах. У цьому випадку необхідно враховувати параметри матеріалів стін, утеплювача, пароізоляції. Досвідчені будівельники говорять про те, що точка роси не стаціонарний показник, він постійно рухається зі зміною зовнішніх чинників. Але утеплювати будівлі, розташовані в зонах з широким перепадом температурного фону в співвідношенні всередині-зовні, необхідно ззовні приміщення, тобто з вулиці. Тоді точка роси буде розташовуватися в утеплювачі, волога буде випаровуватися на вулицю, а не всередину, і приміщення залишиться сухим.
Інструменти для вимірювання
Поняття точки роси широко застосовується на газовимірювальних станціях, на автомобільних газонаповнювальних компресорних станціях, на станціях підземного зберігання і осушки природного газу для повірки гігрометрів та генераторів вологого газу. Точка роси – важлива характеристика для якісної експлуатації як для житлових і промислових приміщень, так і для газопроводів і систем зберігання газу. Прилад для вимірювання точки роси дозволяє відмовитися від складних розрахунків за формулами і вираховувати цей параметр самостійно при вимірі факторів зовнішнього середовища – температури, вологості і тиску. Самий перший розроблений прилад – гігрометр психрометрический, його ще називають психрометром. Зараз це лабораторне пристрій, не застосовується у практичній діяльності. Розвиток електронних обчислювальних аналізаторів не упустило і такого фізичного параметра, як співвідношення вологості і температури навколишнього повітря, а значить, і обчислення точки роси. Такі пристрої прості в експлуатації, хоча деякі моделі, в тому числі і володіють властивостями тепловізора, вимагають обробки отриманої інформації за допомогою спеціальних комп’ютерних програм. Аналізатор точки роси – значуще пристосування в будівництві, а також в обслуговуванні газопроводів і газорозподільних станцій, що значно спрощує діяльність людини.
Значення точки роси для діяльності людини
Комфорт – це тепло і затишок, неможливі без певного балансу температури і вологості повітря, які у багатьох випадках забезпечуються за допомогою системи опалення, що працює на природному газі. Тут-то якраз і видно, наскільки точка роси є важливою фізичною характеристикою, адже від неї залежить поява вогкості, порушення гідроізоляції, руйнування матеріалів, погіршення їх якості.
Природний газ має важливе значення як для побутових, так і виробничих потреб людини. І точка роси газу відіграє важливу роль в його транспортуванні і зберіганні. Вірно розрахована точка роси газу дозволяє вчасно попередити виникнення небезпечних ситуацій при транспортуванні і зберіганні блакитного палива, а цей же параметр, врахований при будівництві будівлі, дозволить уникнути появи цвілі, небезпечної для здоров’я і навіть життя людей.
Важливий фізичний параметр, що має прикладне значення – точка роси. Що це таке в життєдіяльності людини? Це той температурний фактор, від якого залежать багато сфери побуту і діяльності людини: від самопочуття до якісної експлуатації будівель, машин і механізмів.
