Jak uniknąć rozwoju pleśni, czyli wyznaczanie punktu rosy

Wiedza dotycząca punktu rosy jest przydatna przy hodowli, uprawach, osuszaniu, malowaniu, budowie, a także przy wyborze materiałów konstrukcyjnych. Jest bardzo istotna podczas planowania działań, mających zapobiegać powstaniu pleśni lub rdzy. Znajomość i zrozumienie zależności dotyczących temperatury punktu rosy jest więc ważne nie tylko z inżynierskiego czy meteorologicznego punktu widzenia.

Czym jest temperatura punktu rosy

Punkt rosy, a ściślej temperatura punktu rosy, jest graniczną temperaturą, przy której gaz osiąga maksymalne nasycenie. Poniżej temperatury punktu rosy następuje przemiana z postaci gazowej w postać ciekłą, czyli skraplanie lub ewentualnie przemiana bezpośrednio w postać stałą, a więc resublimacja. Precyzyjne wyznaczenie wartości temperatury punktu rosy wymaga określenia ciśnienia i ustalenia składu chemicznego gazu. Opisana wyżej definicja dotyczy również takiego gazu jak para wodna. Zjawiska parowania, skraplania, wrzenia wody są zatem powszechnymi procesami fizycznym, z którym spotykamy się w codziennym życiu.

W kontekście mieszaniny powietrza i pary wodnej, temperatura punktu rosy jest tą temperaturą, poniżej której zgromadzona w powietrzu para wodna nie może pozostać dłużej w postaci gazu i następuje jej skraplanie (rosa, mgła, szron). Wpływ temperatury powietrza jest szczególnie istotny, ponieważ jej wzrost powoduje, że gorące powietrze będzie zawierać więcej wody niż zimne, przy tej samej wilgotności względnej. Należy pamiętać, że wilgotność względna też opisuje zawartość wody (pary wodnej) w powietrzu, jednak nie określa tak precyzyjnie poziomu wilgotności powietrza jak punkt rosy.

Określanie temperatury punktu rosy

Z zależności fizycznych wynika, że temperaturę punktu rosy determinuje wilgotność względna powietrza, temperatura powietrza i ciśnienie atmosferyczne. Wilgotność względna wyrażana w procentach zmienia się zwykle od kilkunastu do 100%. Powszechnie uznany komercyjny zakres obejmuje temperatury od - 5°C do + 70°C, a przemysłowy od – 25°C do + 85°C. Najmniejszą zmienność wykazuje ciśnienie i często przyjmuje się, że jest stałe przy szacowaniu temperatury punktu rosy. Dlatego najprostsze zależności oraz tabele przedstawiają jedynie relację pomiędzy punktem rosy, temperaturą i wilgotnością.

Z zależności fizycznych wynikają następujące fakty:

• temperatura punktu rosy jest tym wyższa, im wyższa jest temperatura powietrza zawierającego parę wodną,
• zwiększenie wilgotności względnej powietrza obniża temperaturę punktu rosy,
• zwiększenie ciśnienia powietrza powoduje obniżenie temperatury punktu rosy,
• im większa wilgotność względna, tym mniejsza jest różnica pomiędzy temperaturą powietrza a temperaturą punktu rosy,
• w temperaturze 100°C i przy wilgotności względnej 100%, temperatura punktu rosy jest taka sama jak temperatura powietrza, natomiast w każdym innym przypadku temperatura punktu rosy jest niższa niż temperatura powietrza,
• temperatura punktu rosy może przyjmować wartości mniejsze od zera, jeżeli temperatura powietrza i wilgotność względna są odpowiednio niskie (na przykład przy wilgotności względnej poniżej 50% i temperaturze poniżej 10°C, punkt rosy będzie znajdował się poniżej 0°C, zaś w temperaturze pokojowej 22°C punkt rosy będzie równy 0°C dla wilgotności względnej powietrza około 20%).

Temperaturę punktu rosy dla wilgotnego powietrza określa się na podstawie:

• powszechnie dostępnych tabel,
• odczytów z wykresów Molliera,
• obliczeń z zależności przybliżonej Magnusa,
• mierzenia za pomocą higrometrów.

Miejsca narażone na obniżanie się temperatury poniżej punktu rosy

Powstawanie rosy lub też skraplanie się pary wodnej na powierzchniach, które są chłodniejsze niż otoczenie jest powszechnym i często bardzo niepożądanym zjawiskiem. Problem samoistnego skraplania wywołanego obniżeniem temperatury ma miejsce szczególnie często w technice budowlanej. Dotyczy to głównie miejsc, które mogą być wystawione na działanie różnych temperatur, takich jak okna, ramy okienne i drzwiowe, elementy konstrukcyjne, fragmenty elewacji i poszyć dachowych. Jeżeli wspomniane elementy budowlane są wystawione na kontakt z temperaturą na zewnętrzną i wewnątrz budynku, wówczas w miejscach o obniżonej temperaturze pojawią się krople wody. Wynika to z faktu, że miejscowo obniżyła się temperatura powietrza poniżej temperatury poniżej punktu rosy.

Punkt rosy, a powstawanie mostków cieplnych

Wszystkie miejsca, które narażone są na oddziaływanie temperaturowe i charakteryzują się względnie dobrą przewodnością cieplną nazywane są mostkami cieplnymi. Są to elementy konstrukcji budowlanych bardzo niekorzystne z punktu widzenia izolacji cieplnej. Poprzez mostki cieplne następuje intensywne odprowadzanie ciepła z budynku. Takie elementy charakteryzują się bowiem tym, że utrzymują temperaturę znacznie niższą niż średnia temperatura wewnątrz budynku. Oprócz tego, że mostki cieplne zmniejszają efektywność izolacyjną całego budynku, to również powodują powstawanie rosy na powierzchniach wewnątrz budynku. Długotrwałe i intensywne zawilgocenie powierzchni mostków cieplnych prowadzi do zwiększonej korozji elementów metalowych oraz zarodkowania grzybów i pleśni. Najbardziej niekorzystnym miejscem powstawania mostków cieplnych są wewnętrzne powierzchnie wielowarstwowych ścian, poddaszy i nieodpowiednio izolowane cieplnie konstrukcje stalowe. W takich przypadkach częste różnice temperatur będą prowadziły do silnych procesów korozyjnych i grzybotwórczych, które trudno zidentyfikować i wyeliminować.

Mając świadomość, że skraplanie powstaje w rezultacie lokalnego obniżenia temperatury poniżej punktu rosy, można stwierdzić, w których miejscach w budynku kondensuje się para wodna i które są w sposób naturalny mostkami cieplnymi. Im większe zawilgocenie takich przestrzeni, tym bardziej intensywnie odprowadzane jest ciepło. Ważne jest więc przeciwdziałanie powstawaniu takich miejsc na etapie budowy oraz eliminowanie ich podczas eksploatacji obiektu. Pozwala to zmniejszyć koszty energii cieplnej i ograniczyć wszelkie niepożądane procesy.

Zobacz też:

Pirometr AX-7600 - bezdotykowy pomiar temperatury i punktu rosy.