露点温度と結露の判定

空気中の水蒸気が水に変わり始める温度を、マグヌスの式で求めます。窓や壁の表面がこの温度より冷たいと結露します。室温と湿度が同じでも、表面が冷たいところだけに水滴がつくのはこのためです。

空気が含める水蒸気の量には上限があり、その上限は温度が下がるほど小さくなります。いま含んでいる量がちょうど上限になる温度が露点です。

Td=bγaγ,γ=lnRH100+aTb+TT_d = \dfrac{b\gamma}{a - \gamma}, \quad \gamma = \ln\dfrac{RH}{100} + \dfrac{aT}{b + T}

a=17.62a = 17.62b=243.12b = 243.12 はマグヌスの式の係数で、TT は室温、RHRH は相対湿度です。

結露が起きる仕組み

窓や壁の表面が露点より冷たいと、そこに触れた空気は水蒸気を抱えきれなくなり、あふれたぶんが水滴になります。室温と湿度が部屋じゅう同じでも、冷たいところにだけ水滴がつくのはこのためです。冬に窓だけが濡れるのは、窓の表面温度が壁よりずっと低いからです。

室温 20℃、湿度 60% のとき、露点は 12.0℃ です。窓の表面が 10℃ なら露点より 2 度低いので結露します。飽和水蒸気圧は 23.3 hPa、いまの水蒸気圧はその 60% の 14.0 hPa、絶対湿度は 10.3 g/m³ です。

湿度が 100% なら露点は室温と同じになります。含める上限まで水蒸気が入っている状態で、少しでも冷えれば水になります。

結露を止める 3 つの道

表面温度を上げる(断熱を強くする)、湿度を下げる(換気する)、室温を下げるの 3 つです。断熱と換気が対策の中心になるのは、この式の 2 つの変数がそこだからです。

注意

マグヌスの式は −40℃ から 50℃ のあたりでよく合います。その外では誤差が大きくなります。