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空気線図もどきの説明

この図は、空気の状態を「温度 × 絶対湿度」で表した、いわば 簡易版の空気線図 です。
横軸が温度、縦軸が空気中の水分量(絶対湿度)を示し、曲線は相対湿度のラインを表しています。

空気の状態は、この図の中に 1つの点 として置くことができます。
例えば「24℃・相対湿度50%」の空気なら、その位置に点を打つだけで、絶対湿度が何 kg/kg なのかが一目で分かります。
つまり、温度と相対湿度から絶対湿度がわかります。

さらにこの図の最大の特徴は、空気を冷やしたときに何が起こるかを『水平移動』で表せることです。
温度が下がっても空気中の水分量(絶対湿度)は変わらないため、点は左方向へ水平に移動します。

そして、この点が 相対湿度100%の曲線(飽和線)(赤線)にぶつかった瞬間の温度が、空気がこれ以上水蒸気を保持できなくなる温度、つまり 露点温度 です。

露点温度より低い表面(窓・壁・金属など)に空気が触れると、空気中の余った水蒸気が液体となって 結露 が発生します。

この図を使うことで、

  • なぜ相対湿度だけでは結露の判断ができないのか
  • 湿気の多い部屋が少し冷えただけで結露する理由
  • 絶対湿度を下げると結露しにくくなる仕組み

といった湿り空気の本質が、直感的に理解できるようになります。

空気線図もどきと連動した露点温度の計算例(24℃・50%RH → 13.3℃)

 例えば、室内が 24℃・相対湿度50% のとき、この空気の絶対湿度は約 9.3 g/kgDA になります。
空気線図もどきでは、この空気の状態を「24℃ × 50%」の位置に 1つの点 として置くことができます。

この空気を冷やしていくと、温度だけが下がり、水蒸気量(絶対湿度)は変わらないため、点は 左方向へ水平に移動 します。

水蒸気を保持できる量(飽和水蒸気量)は温度が下がるほど小さくなるため、水平移動していく点は、やがて 相対湿度100%の飽和線 にぶつかります。

この飽和線に接触した瞬間の温度が、空気がこれ以上水蒸気を保持できなくなる温度、つまり 露点温度 です。

24℃・50%RH の空気の場合、飽和線に到達するのは 約13℃
つまり、この空気が 13℃まで冷えると相対湿度100%になり、結露が始まる ということです。

したがって、室内の窓ガラスや壁の表面温度が 13℃より低ければ結露する、逆に 13.3℃以上なら結露しない という判断ができます。

「相対湿度では結露は防げない」

 多くの人が「相対湿度が低ければ結露しない」と考えがちですが、これは正しくありません。
なぜなら、結露の発生条件は『相対湿度』ではなく『露点温度』で決まるからです。

 相対湿度はあくまで「その温度で空気がどれだけ水蒸気を保持しているかの割合」を示すだけで、空気中の水蒸気の『実際の量』を表しているわけではありません。

例えば、同じ50%でも

  • 10℃の50%
  • 24℃の50%

 では、空気中の水蒸気量(絶対湿度)はまったく違います。
温度が高いほど空気は多くの水蒸気を保持できるため、同じ50%でも水蒸気量は大きく変わるのです。

 そのため、相対湿度だけを見て「50%だから大丈夫」と判断しても、実際には 露点温度が高く、少し冷えただけで結露する という状況が普通に起こります。

結露を正しく防ぐには、

  • 空気がどれだけ水蒸気を含んでいるか(絶対湿度)
  • その空気が飽和する温度(露点温度)

の2つを把握する必要があります。

結露の条件式はただ1つ。

表面温度 < 露点温度

 この条件を満たした瞬間に結露が発生します。
つまり、相対湿度が何%であっても、露点温度より低い表面があれば結露は避けられません。

 だからこそ、結露対策は「相対湿度」ではなく、絶対湿度と露点温度で判断することが本質的に正しいのです。

相対湿度ではなく「露点温度」で結露は決まる

 実際、空気中の水蒸気量(絶対湿度)は、相対湿度だけでは判断できません。
例えば、

  • 24℃・相対湿度50%
  • 33℃・相対湿度30%

 という、一見まったく違う条件でも、空気中の水蒸気量は ほとんど同じで、露点温度も 約13℃前後 とほぼ一致します。

 つまり、相対湿度が50%か30%かという違いは、空気中の水蒸気量そのものを判断する材料にはなりません。
温度が違えば、同じ相対湿度でも含まれる水蒸気量は大きく変わるためです。

 このように、相対湿度だけを見て「湿度が低いから結露しない」と判断するのは危険で、実際には 露点温度が高く、少し冷えただけで結露する空気 であることも珍しくありません。

まとめ

  • 相対湿度は『割合』であり、水蒸気量そのものではない
  • 温度が違えば、同じ相対湿度でも絶対湿度はまったく違う
  • 結露は露点温度で決まるため、相対湿度だけでは判断できない

結露は「露点温度」がカギです。

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空気線図の入口として、まずはこの簡易版で『温度と湿度の関係』をつかんでみてください。

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