【資格】なぜ窓が結露しグラスの表面に水滴がつくのかを、二級建築士の勉強で知りました。

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【資格】なぜ窓が結露しグラスの表面に水滴がつくのかを、二級建築士の勉強で知りました。

 

 

こんにちは、くれそんです。

 

日々を過ごしていて、当たり前のように体験したり、目の当たりにしたり肌で感じたりすること。

当たり前すぎて、まさに今目の前にある現象の、起こる理由、メカニズムなど、考えたこともない、そんな感じのこと。

 

 

たとえば、海に行くと風が強い、とか。

冬の寒い日に窓が結露してしまう、とか。

 

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当たり前のことだから、調べればすぐに分かることだけど、自分の中で、そんなものなんだろう、で終わらせていたこと。

 

もし友達と一緒に疑問に思ったら、最近では「Hey,siri」か「Ok,Google」で検索するとか。

 

 

こういう時、もし友達に、あるいは自分のお子さんに、
これって、なんで?」と訊かれた時

 

一緒に首をひねるよりも、明快に答えを言えた方が、格好良いかもしれませんね。

あるいは当たり前すぎるから、最低限知っておかないと恥をかく場面もあるかもしれませんし。

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今回は、そんな当たり前すぎて、その理由やメカニズムの分からないし、
かといって今さら人には聞けない科学の常識を、

 

 

最近始めた、二級建築士資格取得の勉強で、初めて、ちゃんと知りました

という話をします。

 

 

そして、その当たり前すぎる科学の常識が、試験で出題される問題へとどう利いてくるのか、というのもチラッと書きます。

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二級建築士の資格取得に向け勉強を始めました。え?一級でなくて二級の理由ですか?

2018.10.29

 

 

ちなみに、海の近くで風が強い理由についてまとめたのは、コチラになります。

 

【資格】なぜ海の近くは風が強いのかを、二級建築士の勉強で知りました。

2018.11.01

 

 

1.窓が結露するのは、
冷たい外気に窓が冷やされ、冷えた窓に室内の空気が冷やされ、
空気が水蒸気を持ち切れなくなるから。

 

 

結露する理由

 

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これに関しては、小中の理科の授業でも習いますし、実際に、冬の特に冷え込む日に水滴のついた窓をご覧になったこともあるでしょうから、

結露する理由を肌感覚でも何となく、皆さんは把握していると思われますが、

改めてご説明しておきます。

 

 

空気は、水分、つまり水蒸気を持っています。

 

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その空気が持てる水蒸気の量には限界があり、その限界ラインは気温によって異なってきます

 

 

「今日は湿度高いからジメジメするよね~(;´Д`)」という会話を、梅雨や夏の時期に友達や同僚なんかと交わしますよね。

 

このとき僕達が言う、湿度高い、や、湿度低い湿度とは相対湿度 という指標のことを差しているんです。

 

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そして、この相対湿度100%が、空気が持てる水蒸気の量の限界ラインになり、

 

そして空気が持ち切れずこぼしてしまった水蒸気が、結露となるんです。

 

 

 

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画像参照:結露は大敵─中西和彦

 

 

これ、空気線図と言います。二級建築士の勉強の入門編の段階でも登場し、試験問題にも出てきます。

ややこしそうで、ひと目見ただけで嫌になっちゃうようなグラフですけどね(;^ω^)

 

 

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で、容器の絵を書いてみました。

 

赤の容器は、気温(乾球温度)25℃の時に空気が持てる水蒸気の量を表し、

 

青の容器は、気温20℃の時に空気が持てる水蒸気の量を表します。

 

 

そうです。気温が低くなると、容器が小さくなります

 

25℃から20℃へと気温が低くなると、容器が小さくなった分、こぼれる水蒸気が出てきます。
結露のことですね。

 

 

【資格】なぜ海の近くは風が強いのかを、二級建築士の勉強で知りました。

2018.11.01

 

 

ちなみに、上の関連記事に書いた、海の近くで風が強いのは

日中、冷たくて重くて気圧の高い、海からの空気が
温かくて軽くて気圧の低い、陸の空気の方に、移動するから

 

というメカニズムの延長でいうと、

 

 

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温かくて軽くて気圧の低い、陸の空気は冷たくて重くて気圧の高い、海からの空気に吹かれることで上昇をはじめます。

 

上昇気流が起こる要因は主に4種類あるそうなのですが、その一つがこれです。

 

 

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上昇していく温かい空気なのですが、しかし、上に行けば行くほど気温は低いです。

その低い気温に冷やされた空気が露点温度を下回り空気が持ち切れなくなった水蒸気は、下へとこぼれ始めます

 

これが、雨であり、なのです。

 

 

2.冷えたグラスの表面にできる水滴の正体は、
グラスに冷やされた空気が
持ち切れなくなった水蒸気。

 

 

冬、室内をエアコンやストーブで暖かくして、喉やお肌の為にも加湿器を点けたりしますよね。

 

そうすると、冷たくて乾いた空気の屋外に対して室内には温かく湿った空気が漂います

 

 

つまり、部屋の窓の室内側には、温かくて、湿度の高い、つまり水蒸気を多く持った空気があり

一方、窓の表面は、屋外からの冷たい空気で冷やされている、こういう状態が生まれるわけです。

 

 

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外気に冷やされた窓その窓に室内側の空気は冷やされ露点温度より低くなった空気が、

水蒸気を持ち切れなくなり、窓の表面にこぼしてしまうのが、結露になるわけですよね。

 

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また、冬も夏も関係なく気温も関係なく、そこにある空気が露点温度まで下がれば結露は起こります

 

 

グラスに注いだ冷たい飲み物を飲みますよね。そのグラス、時間が経つと表面が水滴でビチョビチョになりますよね。

 

あれは、冷たいグラスの表面に冷やされた空気が、露点温度を下回り

 

空気が水蒸気を持ち切れなくなり、グラスの表面にこぼしてしまった、というメカニズムによるものです。

 

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そしてこの現象は、夏でも起こりますよね。

 

 

このメカニズムを建築物や住宅に置き換えると、

夏の屋外の空気は、暑くて湿っているわけです。

 

その暑くて湿った空気。一方、窓を挟んで室内側の空気は、冷房がガンガン効いて冷やされています

 

冷房で冷やされた窓、その窓に触れた屋外の空気が露点温度を下回り、
外側に、結露が生まれる
わけです。

 

 

問題なのは冷たい室内の空気に壁や天井や床が冷やされ

壁の中や、屋根の裏側、床下にこもった空気が露点温度を下回り、結露することなんです。

 

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画像引用:株式会社神清

 

 

これを内部結露といい、天井、壁、床、それらの内側で過ごしている僕達には見えない建物の隠れた場所にカビが生じたり、柱や梁、土台の腐敗の原因になったりするんです。

 

 

まとめ

 

 

という事で、二級建築士の学科の建築計画のカテゴリから、結露の話だけにこだわって、

日常で見かける結露の正体についてお話してみました。

 

 

じゃあ結露を防ぐにはどうすれば良いか、についてはここでは書きませんでしたが、

それはまた、僕が勉強していく中でその辺の知識をシッカリ得た時に、書いていきたいと思います。

 

 

それでは、勉強に戻ります。今回はこの辺で。

 

 

 

 

 

以下、関連記事です。

 

(↓)当ブログの筆者、二級建築士の資格取得に向け、勉強を始めました。勉強しながら知った事をこれから書いていきます。

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