Точка росы — это температура, при которой воздух с определенной абсолютной влажностью больше не может удерживать весь находящийся в нем водяной пар. При достижении этой температуры пар начинает конденсироваться в жидкую воду — выпадает роса, образуется туман, появляется конденсат на поверхностях.
Как точка росы зависит от влажности воздуха
Точка росы прямо и тесно связана с относительной влажностью воздуха. При высокой относительной влажности, близкой к 100%, воздух насыщен паром. Точка росы практически не отличается от фактической температуры воздуха. Малейшее охлаждение, например, ночью, или контакт с более холодной поверхностью вызовет конденсацию. Например, в туманное утро при температуре +15 °C и 100% влажности, точка росы равна +15°C.
При низкой относительной влажности, далекой от 100%, воздух содержит мало пара. Чтобы вызвать конденсацию, его нужно охладить сильно ниже текущей температуры. В жаркий сухой день с температурой воздуха +30 °C и 40% влажностью точка росы также будет ≈ +15 °C.
При постоянной температуре воздуха, чем выше относительная влажность, тем ближе точка росы к текущей температуре воздуха. Чем ниже влажность, тем ниже точка росы относительно текущей температуры.
Почему определение точки росы важно для железобетонного забивного фундамента
Определение точки росы критически важно для железобетонного фундамента по нескольким причинам, связанным с конденсацией влаги:
- Коррозия арматуры. Если температура поверхности бетонной сваи опускается ниже точки росы окружающего воздуха, на ней выпадает конденсат. Эта влага проникает в поры бетона к стальной арматуре.
- Разрушение бетона. Конденсат способствует вымыванию компонентов бетона, развитию высолов — белых солевых налетов. При замерзании/оттаивании — вода, превращаясь в лед, расширяется и разрывает поры бетона.
- Снижение теплоизоляционных свойств. Влажный бетон хуже сопротивляется теплопередаче, что может влиять на теплопотери через полы.
- Микробиологическое поражение. Влажность создает благоприятные условия для роста плесени и грибков, которые могут выделять агрессивные вещества и ускорять разрушение.
Для защиты свай от конденсации влаги основной принцип — приоритет профилактики. Лучше не допустить выпадения конденсата, чем бороться с его последствиями. На этапе проектирования учитываются климатические условия и подбираются соответствующие конструктивные решения:
- Утепление надземной части и ростверка, как наиболее подверженных переменной влажности частей фундамента;
- Обмазочная гидроизоляция;
- Пароизоляция грунта;
- Обустройство дренажа и отростки для снижения влажности;
- Вентиляция цокольного пространства.
Важный момент — использование заводских свай, обеспечивающих по ГОСТу достаточный защитный слой бетона вокруг арматуры и заданный уровень влагоустойчивости.
Точка росы и свайно-винтовой фундамент
Точка росы влияет на свайно-винтовой фундамент принципиально иначе, чем на железобетонный. Основная угроза здесь — коррозия металла, а не разрушение бетона.
Наиболее уязвимыми зонами являются:
- Надземная часть стволов, оголовки и обвязка. Постоянный конденсат на этих элементах — прямой путь к ржавчине.
- Зона переменного уровня грунтовых вод. Участок сваи, который то погружен в воду или влажный грунт, то находится в сухой зоне. Здесь сочетаются доступ кислорода, влаги (включая конденсат при колебаниях температуры) и агрессивные компоненты грунтовых вод (соли и другие химические соединения).
- Внутренняя полость сваи. Воздух внутри ствола может иметь высокую влажность. При суточных и сезонных перепадах температуры на внутренних стенках ствола сваи обильно выпадает конденсат, вызывая скрытую коррозию изнутри. Именно поэтому полость важно заполнять цементно-песчаной смесью.
- Места повреждения защитного покрытия. Сколы и царапины. Конденсат сконцентрируется именно в этих точках, вызывая точечную (питтинговую) коррозию.
Точка росы критична именно для наземной части и ростверка, так как здесь вступают в действие сразу несколько факторов:
- Температурный градиент. Надземная часть и ростверк напрямую контактируют с холодным воздухом зимой и могут сильно охлаждаться. Летом теплый влажный воздух, соприкасается с более холодным металлом.
- Прямой контакт с влажным воздухом. У земли воздух обычно более насыщен водяными парами. Если температура металла упадет ниже точки росы этого воздуха – конденсат неизбежен.
- Цикличность. Многократное выпадение и испарение конденсата ускоряет коррозию сильнее, чем постоянное нахождение в воде.
Как защитить винтовые сваи с учетом точки росы?
- Антикоррозийное покрытие. Цинко-полимерное порошковая покраска — надежная защита. Поврежденные места необходимо немедленно ремонтировать.
- Заполнение ствола цементно-песчаной смесью. Препятствует образованию конденсата во внутренней полости ствола.
- Гидроизоляция ствола. В месте контакта грунта и воздуха с помощью обсадной ПВХ-оболочки.
- Утепление и вентиляция цокольного пространства. Постоянный контроль точки росы.
Этапы проектирования и строительства с учетом точки росы
- Измерение параметров среды. На стройплощадке измеряют температуру воздуха (T) и относительную влажность (RH) с помощью термогигрометра.
- Расчет точки росы. Прибор сам вычисляет показатель, или это делается по таблице либо формуле на основе T и RH.
- Измерение температуры поверхности сваи (Ts). Прямое измерение контактным термометром или пирометром. Также существуют специальные методы теплотехнического расчета для оценки Ts.
- Сравнение Ts и Tp для оценки возможности конденсирования. Если Ts > Tp — конденсат не образуется, условия безопасны. Если Ts ≤ Tp — существует высокий риск образования конденсата.
- Методы уменьшения риска. Повышение Ts путем теплоизоляции оголовков свай, снижение RH — улучшение вентиляции подпольного пространства, защитное изоляционное покрытие свай.
Вывод
Знание и контроль точки росы — это не абстрактная наука, а необходимое условие для обеспечения долговечности свайного фундамента. Предотвращение конденсации влаги на поверхности и внутри свай — главный способ борьбы с их главным врагом: коррозией. Современные приборы и расчетные методы делают этот контроль вполне доступным на строительной площадке.