Sıcaklık ve Buhar İlişkisi, Mutlak ve Bağıl Nem, Buhar Basıncı
Sıcaklık, buhar basıncı ve nem oranı, birbirleriyle yakından ilişkili olan atmosferik koşullardır. Bu konseptler, binalarda konforlu bir ortam yaratmak için önemlidir ve aynı zamanda birçok endüstriyel uygulamada da kritik bir rol oynarlar.
Sıcaklık, bir maddenin moleküllerinin ortalama kinetik enerjisine bağlıdır. Yani, bir maddenin ısısı arttıkça, molekülleri daha hızlı hareket eder ve sıcaklığı da artar. Sıcaklık, genellikle Celsius, Fahrenheit veya Kelvin ölçeği kullanılarak ifade edilir.
Buhar basıncı, sıcaklıkla yakından ilişkilidir ve bir maddenin gaz haline geçme eğilimini ifade eder. Buhar basıncı, bir maddenin yüzeyindeki moleküllerin hareketinden kaynaklanır ve sıcaklık arttıkça buhar basıncı da artar.
Nem oranı, havadaki su buharının yoğunluğunu ifade eder ve genellikle bağıl nem (RH) olarak ölçülür. Bağıl nem, havanın belirli bir sıcaklıkta tutabileceği en yüksek su buharı yoğunluğu ile mevcut su buharı yoğunluğu arasındaki oranı ifade eder. Bağıl nem, % olarak ifade edilir ve 100% RH, havadaki su buharı yoğunluğunun en yüksek olduğu durumu ifade eder.
Buhar basıncı, nem oranı ve sıcaklık gibi atmosferik koşullar, ısı yalıtımı uygulamalarında çok önemlidir. Yalıtım malzemeleri, buhar geçişini kontrol etmek ve binalarda konforlu bir ortam sağlamak için tasarlanmıştır. Binaların ısısını korumak ve enerji tasarrufu yapmak için doğru ısı yalıtımı ve buhar kontrolü çok önemlidir.
İçinde hayat sürdüğümüz atmosferi ortaya getiren gazlardan biri de su buharıdır. Bir gaz karışımı olan atmosferdeki bileşenlerin her birinin seviyesi sabittir. Buna karşılık, su buharı seviyesi atmosferin ısısı ile değişmektedir.
Mutlak Nem:
Mutlak nem, belirli bir hacimdeki havanın içerisindeki su buharı miktarının mutlak olarak ifade edildiği bir ölçü birimidir. Mutlak nemin birimi genellikle gram/m³ olarak kullanılır.
Bağıl Nem:
Bağıl nem, belirli bir hacimdeki havanın içerisindeki su buharı miktarının, o hacimdeki maksimum su buharı miktarına (doğal nem) oranıdır. Bağıl nemin birimi yüzde (%) olarak ifade edilir.
Buhar Basıncı:
Sıcaklıkla ilişkili olarak havadaki su buharı miktarının ölçüldüğü basınçtır. Buhar basıncı, sıcaklığa ve bağıl neme bağlı olarak değişir. Buhar basıncının birimi genellikle Pascal (Pa) ya da HektoPascal (hPa) olarak kullanılır.
Sıcaklık ve Buhar İlişkisi:
Sıcaklık, havadaki su buharı miktarını doğrudan etkileyen bir faktördür. Sıcaklık arttıkça, havanın tutabileceği maksimum su buharı miktarı da artar. Bu nedenle, sıcaklık yükseldikçe bağıl nem oranı düşebilir. Örneğin, 30°C sıcaklıktaki havada 20 gram/m³ mutlak nem varsa, bağıl nem oranı %28'dir. Ancak sıcaklık 20°C'ye düşerse, havanın tutabileceği maksimum su buharı miktarı da düşeceğinden, 20 gram/m³ mutlak nem oranı artar ve bağıl nem oranı %46'ya yükselir.
Sonuç olarak, sıcaklık ve nem oranı, hava kalitesi ve insan sağlığı için önemlidir. Bu nedenle, özellikle binalarda ısı yalıtımı ve havalandırma sistemleri gibi konulara dikkat edilmelidir.
Havanın belirli sıcaklık derecelerinde 1 m³'ünün sabit basınç altında taşıyabileceği en çok su seviyesina doymuş su buharı seviyesi (Gs) denir. Sıcaklık arttıkça, bu değer artar. Örneğin, 20°C'de normal atmosfer basıncı altında 1 m3 hava en çok 17.2 gr su buharını taşıyabilirken, 25°C'de bu oran 22.9 gr.'a, 100°C'de ise 599 gr.'a kadar artabilmektedir.
Havanın 1 m3'ünün belirli bir sıcaklıkta barındırdığı su buharı seviyesina mutlak nem denir. Mutlak nemin doymuş su buharı seviyesine ise bağıl nem (cp) (rölatif, nisbî, göreceli nem) adı verilir. Buradan anlaşılacağı gibi doymuş su buharının bağıl nem sayısal değeri %100'dür. Bu sayısal değerin altında olan bağıl nem değerleri sıcaklık azaldığı takdirde %100'e ulaşacak, yani bu hal yoğuşma olarak görülecektir.
Herhangi bir mekânı dolduran havanın içerisinde barındırdığı su buharının da kendisine özgü bir basıncı vardır. Bu basınç, sıcaklığa bağlı olarak doymuş buhar basıncı (Ps) olarak adlandırılır. Herhangi bir bağıl nem sayısal değerinde bu basınç aynı sıcaklıkta doymuş buhar basıncı ile bağıl nem sayısal değerinin çarpımından elde edilebilir. Su buharının basıncı da iç ve dış cephe koşullarına bağlı olarak değişiklikler gösterir. Bu farkın esas sebebi iç ve dış bölge sıcaklıklarının değişik olmasıdır.
Burada bağıl nemin çok değişik olması basıncın üstünde o denli etkili değildir. Kış koşullarında genelde iç mekân dış mekândan daha sıcak bulunduğu amacıyla iç bölge havası daha çok su buharı tutar ve bunun neticesinde iç mekânda dışa göre daha yüksek su buharı basıncı oluşur. Bu basınç farkı sebebiyle iç bölgedan dış bölgeye doğru bir buhar akımı ortaya gelir. Kabaca, buhar akımının ısı akımıyla aynı yönde bulunduğu söylenebilir. Bütün bu oluşuu kontrol altında tutmanın en güzel yolu dış cephe kaplama yani mantolama yaptırmak olacaktır.