Точка росы простыми словами
Воздух несёт воду в виде невидимого пара. Точка росы — это температура, до которой воздух нужно охладить, чтобы он стал насыщенным (определение NOAA). Любая поверхность холоднее точки росы соприкасающегося с ней воздуха собирает воду, точно как стакан воды со льдом на столике на террасе. Чем теплее и влажнее воздух, тем выше его точка росы и тем больше поверхностей в здании оказываются ниже неё.
Два примера, рассчитанные по температуре и относительной влажности. В спальне при 24 °C и 55 % точка росы около 14 °C. У воздуха в запотолочном пространстве при 30 °C и 70 % точка росы около 24 °C. Голый металл с температурой 18 °C в первом воздухе остаётся сухим, а во втором с него капает, если только теплоизоляция со сплошной пароизоляцией не отделяет его от этого воздуха.
Воздух Бали: высокая точка росы круглый год
За 2015–2024 годы среднемесячная точка росы на метеостанции Нгурах-Рай менялась от 22,4 °C в августе до 24,6 °C в марте и апреле, а среднегодовая была около 24 °C (суточные данные станции NOAA). Для проектирования ASHRAE даёт 26,9 °C как точку росы, которая превышается лишь в 0,4 % часов года. По данным Weather Spark, воздух Денпасара примерно 99 % времени в каждом месяце попадает в категорию «душно» или хуже, то есть с точкой росы выше примерно 18 °C. Для холодного воздуховода сухого сезона не бывает.
| Условия на станции Нгурах-Рай | Температура воздуха | Точка росы | Источник |
|---|---|---|---|
| Самые влажные месяцы, среднее (март, апрель) | 28,3–28,4 °C | 24,6 °C | NOAA, 2015–2024 |
| Наименее влажный месяц, среднее (август) | 26,5 °C | 22,4 °C | NOAA, 2015–2024 |
| Весь год, среднее | 27,7 °C | 23,9 °C | NOAA, 2015–2024 |
| Самые влажные часы года (0,4 %) | 29,8 °C | 26,9 °C | ASHRAE 2021 |
NOAA Global Summary of the Day, станция 97230, суточные средние, усреднённые по месяцам; расчётное условие ASHRAE для осушения со средней совпадающей температурой по сухому термометру.
Где появляется вода
Правило простое: всё, что холоднее точки росы окружающего воздуха, начнёт потеть, как только этот воздух до него доберётся. В здании с кондиционированием на Бали этот список длиннее, чем ожидает большинство владельцев.
| Поверхность | Почему она холодная | Что вы видите |
|---|---|---|
| Приточные воздуховоды и распределительные камеры | По ним идёт воздух прямо от охлаждающего теплообменника | Капли вдоль трассы воздуховода, пятна на потолочных плитах, ржавчина на подвесах |
| Диффузоры и решётки | Здесь выходит холодный воздух и встречается с воздухом помещения или запотолочного пространства | Капли на ламелях, тёмные пятна вокруг диффузора |
| Фреоновые трубы и трубы холодоносителя | Толстая (всасывающая) труба сплит-системы и холодоноситель в крупных зданиях холоднее всего остального | Мокрая изоляция, капли у хомутов и подвесов |
| Дренажные трубы конденсата | По ним течёт холодная вода от теплообменника | Мокрый потолок под трассой дренажа, а не под блоком |
| Потолок над кондиционируемым помещением | Снизу его охлаждают, сверху влажный воздух запотолочного пространства или кровли | Пятна и плесень на верхней стороне плит, провисший гипсокартон |
Каждая из этих поверхностей становится точкой конденсации, как только её температура опускается ниже точки росы воздуха, который к ней поступает.
Последняя строка удивляет тех, кто привык к холодному климату. Там влага движется из тёплого помещения наружу, в холод. На Бали всё наоборот: влажный наружный воздух находится на тёплой стороне, а кондиционируемое помещение на холодной, поэтому пар идёт внутрь и конденсируется на первой поверхности ниже своей точки росы, часто на верхней стороне потолка или на обратной стороне отделки стены. Поэтому пароизоляция здесь должна стоять с наружной, влажной стороны утеплителя.
Причина 1: теплоизоляция без пароизоляции
Теплоизоляция замедляет передачу тепла, но не обязательно останавливает пар. Открытоячеистая пена и стекловата без герметичного покровного слоя пропускают влажный воздух к холодному металлу под ними. Тогда вода образуется внутри изоляции: изоляция намокает, перестаёт работать, и с неё капает. Типичные места отказов: стыки, которые так и не проклеили, зазоры у подвесов и хомутов, где труба касается опоры, изоляция, не доведённая до арматуры и гибких вставок, и покровный слой, порванный при более поздних работах в потолке.
Для холодных труб мы закладываем изоляцию из вспененного каучука с закрытыми порами, с проклеенными стыками и швами, и изолированные опоры, чтобы труба нигде не касалась голого металла. Для воздуховодов нужен сплошной паронепроницаемый покровный слой с проклеенными лентой швами. Толщину подбираем по условию отсутствия конденсата, а не только по энергосбережению: наружная поверхность должна оставаться теплее точки росы окружающего воздуха, и для этого берём данные производителя по конденсации при температуре и влажности на объекте. Минимум из норм энергоэффективности отвечает на другой вопрос.
Пришлите фото пятен, трассы воздуховодов или труб над ними и кондиционеров. Подскажем, что замерить в первую очередь, прежде чем кто-то вскроет потолок.
Причина 2: свежий воздух, который приносит воду
Наружный воздух с точкой росы 24 °C содержит около 19 г воды на килограмм, воздух помещения при 24 °C и 55 % около 10 г. При расчётном условии ASHRAE наружная цифра составляет 22,6 г. Значит, каждые 100 м³/ч необработанного свежего воздуха в обычный день приносят примерно на 1 литр в час больше воды, чем содержит воздух помещения (100 м³/ч × 1,2 кг/м³ × 8,6 г), а в самые влажные дни около 1,5 литра.
Проблемы начинаются, когда этот воздух попадает туда, где его никто не планировал: через проём из запотолочного пространства наружу, через приточный воздуховод, выведенный в камеру рециркуляционного воздуха, через дверь на террасу, открытую весь вечер. Влажный воздух встречает холодные воздуховоды за потолком, и капли появляются в метрах от блока. Свежий воздух, который сначала охладили и осушили или пропустили через установку с рекуперацией энергии, приходит с гораздо меньшим количеством воды; см. нашу заметку о влажности на вилле и рекуперации.
Причина 3: слишком мощный кондиционер
Блок, слишком мощный для помещения, за считаные минуты выходит на заданную температуру, а затем отключается или сбрасывает производительность. Теплообменник мало времени бывает достаточно холодным, чтобы конденсировать воду, а когда компрессор останавливается при работающем вентиляторе, вода с ламелей может снова испариться в помещение. В комнате прохладно, но сыро и липко, а за этим следуют влажные поверхности, затхлый запах и плесень за мебелью. Это частая жалоба в номерах апарт-отелей, которые весь день стоят закрытыми; выбор систем мы разбираем в статье о кондиционировании апарт-отелей.
Решение: мощность по расчёту нагрузок с учётом влаги и настройки, которые дают теплообменнику работать: вентилятор не крутится при выключенном компрессоре, режим осушения там, где он есть, и свежий воздух, который приходит уже обработанным.
Как аудит находит источник
- Зафиксируйте, где и когда появляется вода: время суток, погода, какие помещения, какой режим кондиционера.
- Замерьте воздух: температуру и относительную влажность в помещении, в запотолочном пространстве и снаружи, и рассчитайте точку росы для каждого.
- Замерьте поверхности: воздуховоды, трубы, диффузоры и потолок, контактным датчиком или инфракрасным термометром. Любая поверхность холоднее точки росы окружающего воздуха становится точкой конденсации.
- Запишите влажность за несколько дней небольшими регистраторами данных: за один визит можно попасть на сухой день.
- Вскройте изоляцию в подозрительных местах (стыки, подвесы, арматура) и проверьте дренаж конденсата: уклон, гидрозатворы, засоры.
- Проследите путь воздуха: где входит свежий воздух, открыто ли запотолочное пространство наружу, как часто кондиционер включается и выключается.
Сначала замеры, потому что очевидное решение часто оказывается неверным: более мощный кондиционер в сыром помещении добавляет холодных поверхностей. Аудит инженерных систем даёт вам причину в письменном виде и варианты решений, начиная с самого простого.
Решения, которые сохраняют поверхности сухими: от дешёвых к дорогим
| Решение | Уровень затрат | Что устраняет |
|---|---|---|
| Прочистить дренаж конденсата и переложить с уклоном, добавить гидрозатворы, изолировать дренажные трубы | Низкий | Капли под трассой дренажа, переполненные поддоны |
| Изменить настройки кондиционеров: без режима «только вентилятор», режим осушения, разумная уставка | Низкий | Сырость в помещениях, вода, испаряющаяся обратно с теплообменника |
| Заново загерметизировать стыки изоляции, изолировать подвесы и арматуру, заменить мокрые участки | От низкого до среднего | Местные капли на трубах и воздуховодах |
| Закрыть проёмы между запотолочным пространством и улицей | Средний | Влажный воздух за потолком на холодных воздуховодах и потолках |
| Обрабатывать приточный воздух на теплообменнике кондиционера или в установке с рекуперацией энергии | От среднего до высокого | Влага, которую приносит вентиляция |
| Заменить слишком мощные блоки по расчёту нагрузок | Высокий | Частые включения и выключения, высокая влажность в помещении |
| Переизолировать трассы целиком или перенести воздуховоды в кондиционируемый объём | Высокий, со строительными работами | Конденсат по всей сети воздуховодов |
Дешёвые решения одновременно и первые проверки. К строительным работам переходим, только когда замеры показали, что они нужны.
Плесень — следствие, а не причина. Если её вычистить, но не убрать холодную поверхность или влажный воздух, она вернётся после следующего сезона дождей. После исправления мы снова сравниваем температуру поверхностей с точкой росы. В новых зданиях избегаем проблемы ещё на стадии проекта: вентиляция и кондиционирование с теплоизоляцией и пароизоляцией, отводом конденсата и обработанным свежим воздухом, в одной модели и с проверкой на пусконаладке.
