В основе риска образования конденсата внутри наружных стен, крыши и полов лежат два фактора окружающей среды: температура и влажность воздуха. Температура может быть выражена в градусах по Цельсию (°C) или в единицах СИ – шкала Кельвина (К). Когда мы описываем температуру внутри помещения, мы говорим о ее температуре воздуха и о том, как она изменяется в зависимости от физических характеристик здания и деятельности человека. Наружная температура в основном зависит от погоды и климата.

Влажность — это показатель количества влаги, содержащейся в воздухе в виде водяного пара (газообразной фазы воды). Абсолютная влажность – это фактическая масса водяного пара, содержащегося в одном кубическом метре воздуха, независимо от температуры, она выражается в г/м³ или кг/м³. В расчетах для использования количества воды обычно используется парциальное давление пара, которое выражается в кПа.

Относительная влажность учитывает темпе­ратуру воздуха и показывает объем водяных паров в воздухе в процентах от насыщенного водяного пара, который максимально может содержаться в воздухе при данной температуре.

При прохождении через любой элемент теплозащитной оболочки здания, будь то перекрытие, стена или крыша, температура снижается в направлении движения тепловой энергии (зимой обычно изнутри наружу, летом наоборот). Скорость снижения температуры зависит от теплопроводности и толщины (т.е. теплоустойчивости) материалов, из которых изготовлен элемент теплозащиты. Методы расчетов представлены в открытом доступе в СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», поэтому мы можем рассчитать температуру в любом из слоев материалов. Температурный график не зависит от общей энергоэффективности ограждающей конструк­ции.

Чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара он может удержать. Способность воздуха удерживать водяной пар увеличивается при повышении температуры и уменьшается при охлаждении. Содержание водяного пара можно рассчитать при любой температуре.

Когда воздух имеет максимальное количество пара, его называют насыщенным, относи­тельная влажность при этом равна 100%. Когда достигается относительная влажность 100%, это и есть температура точки росы. При относительной влажности воздуха 100%, если температура снижается или количество водяного пара увеличивается, то пара становится больше, чем может удержать воздух; избыток водяного пара выпадает в жидком виде в виде конденсата на наиболее холодной поверхности.

Вентиляция и вытяжка влажного воздуха снижает относительную влажность и в сочетании с системой теплоизоляции способствует умень­шению или предотвращению конденсации влаги на поверхностях в помещениях с повышенной влажностью, таких как бассейны, кухни и ванные комнаты. Поверхностная конденсация может возникать во многих повседневных ситуациях.

• В помещениях с большим количеством лю­дей (например, в учебных классах) люди выделяют большое количество водяных па­ров при дыхании и потоотделении. Хотя тепло их тела также повышает температуру воздуха, количество паров влаги может быть слишком велико, и на холодном окне образуется конденсат.

• Конденсат может также образовываться на плохо изолированных участках стен и крыш с локально более низкой температурой поверхности, особенно при понижении температуры наружного воздуха.

• Включение душа или крана с горячей водой увеличивает содержание влаги в воздухе и приводит к образованию конденсата на более холодной поверхности окна или зеркала.

• Летом, когда вы достаете из холодильника бутылку с напитком, на холодной поверх­ности бутылки образуется конденсат, так как водяной пар, содержащийся в теплом воздухе, конденсируется на холодной поверхности бутылки.

• Холодным утром мы иногда обнаруживаем лед на поверхности лобового стекла авто­мобиля. Ночью теплый воздух охлаждается, и водяной пар, содержащийся в теплом воздухе, конденсируется на поверхности лобового стекла. При дальнейшем пони­жении температуры этот конденсат посте­пенно превращается в лед.

Когда водяной пар внутри здания достигает температуры точки росы, внутри конструкций образуется конденсат. Это так называемый конденсат в межпотолочном или внутристенном пространстве. Если такой конденсат не высыхает в течение нескольких лет, то накопление воды приводит к снижению тепловой эффективности, повреждению строительных материалов, нару­шению целостности конструкционных элементов и разрушению крепежа.

При разнице в насыщенности пара между внутренней и наружной стороной конструкции возникает разница в давлении пара, что приводит к естественному движению водяных паров. Это движение зависит от паро­проницаемости материалов конструкции. Точка росы – это температура, при которой воздух становится насыщенным и уже не может удерживать влагу в виде водяного пара, пар превращается в жидкость (воду). Точка росы может возникнуть в любом месте строительной конструкции. Если водяной пар, проходящий через строительную конструкцию, доходит до слоя с температурой точки росы, происходит конденсация. Задача теплоизоляции – обес­печить тепловые характеристики и гаран­тировать отсутствие конденсата внутри конструкции в точке  температуры точки росы.

Расчет прогнозируемой температуры точки росы на основе относительной влажности и паропроницаемости строительных материалов, а также построение графика на основе температурной кривой поможет определить, существует ли риск образования конденсата в конструкциях здания. Элементы теплозащиты должны быть спроектированы с учетом теплотехнических характеристик здания, чтобы не допускать возникновения точки росы в конструкциях.

Ниже приведены примеры того, как можно использовать относительную влажность и точку росы для лучшего понимания зданий и климата в помещениях (данные из приложения С СП 23-101-2004).

• Для здания с внутренней температурой воздуха +21°C при относительной влажности 50%. Внутри конструкции 100% отно­сительная влажность (точка росы) наступит при температуре +10.2°C.

• Воздух в помещениях +15°C и относительная влажность 50%, то есть 100% относительная влажность (точка росы) наступит при температуре 9.6°C.

• Плавательный бассейн. Воздух при температуре +26°C и относительной влаж­ности 65% - это означает, что 100% относительная влажность (точка росы) наступит при +19.8°C, что указывает на возможность образования конденсата в любой влажной среде (включая кухни и ванные комнаты).