Влажность воздуха

Оценка относительной влажности

Относительная влажность водно-воздушной смеси может быть оценена, если известны её температура (T
) и температура точки росы (T d
), по следующей формуле:

R
H
=
P
s
(T
d)
P
s
(T)
×
100
%
,
{\displaystyle RH={{P_{s}(T_{d})} \over {P_{s}(T)}}\times 100\%,}

где P s
— давление насыщенного пара для соответствующей температуры, которое может быть вычислено по формуле Ардена Бака :

P
s
(T)
=
6.1121
exp
⁡
((18.678
−
T
/
234.5)
×
T
257.14
+
T)
,
{\displaystyle P_{s}(T)=6.1121\exp \left({\frac {(18.678-T/234.5)\times T}{257.14+T}}\right),}

Приближённое вычисление

Относительную влажность приближённо можно вычислить по следующей формуле:

R
H
≈
100
−
5
(T
−
25
T
d)
.
{\displaystyle R\!H\approx 100-5(T-25T_{d}).}

То есть, с каждым градусом Цельсия разницы температуры воздуха и температуры точки росы относительная влажность уменьшается на 5%.

Дополнительно относительную влажность можно оценить по психрометрической диаграмме .

В цветоводстве

Относительная влажность воздуха в оранжереях и используемых для культивирования растений жилых помещениях подвержена колебаниям, что обусловлено временем года, температурой воздуха, степенью и частотой поливки и опрыскивания растений, наличием увлажнителей , аквариумов или других ёмкостей с открытой поверхностью воды, системой проветривания и обогрева. Кактусы и многие суккулентные растения легче переносят сухой воздух, чем многие тропические и субтропические растения. Как правило, для растений родиной которых являются влажные тропические леса, оптимальной является 80-95 % относительная влажность воздуха (зимой может быть снижена до 65-75 %). Для растений тёплых субтропиков — 75-80 %, холодных субтропиков — 50-75 % (левкои , цикламены , цинерарии и др.) При содержании растений в жилых помещениях многие виды страдают от сухости воздуха. В первую очередь это отражается на листьях ; у них наблюдается быстрое и прогрессирующее засыхание верхушек.

Относительная и абсолютная

Абсолютная влажность воздуха, формула которой представляет собой отношение массы водяного пара к объёму воздуха, измеряется в граммах не кубический метр (г/м3).

В отличие от абсолютной влажности, относительная является ситуативной величиной, привязанной к температуре на момент измерения. Для вычисления относительной влажности воздуха используется отношение фактической плотности пара к максимальной возможной при имеющейся температуре (d/ds, где обозначение d — это концентрация водяного пара в воздухе, а ds — наибольшее из возможных значений влажности воздуха). Измеряется этот показатель в процентах. Для приведения к этой единице измерения результат деления необходимо умножить на 100.

В сводах о нормативах, повествующих о нормах влажности воздуха, речь идёт об относительной величине, то есть степени насыщения воздуха водяными парами. Измерение этого показателя в домашних условиях может осуществляться специальными приборами для контроля микроклимата; в частности, при помощи домашней метеостанции. Существует и более простой прибор — бытовой гигрометр.

О том, какие приборы используют для определения влажности воздуха, учащиеся 6 класса узнают на уроках физики. Здесь их знакомят с принципом действия психрометрического гигрометра, который заключается в фиксировании разницы показаний сухого термометра и смоченного водой. Жидкость, испаряясь, охлаждается, поэтому второе значение будет ниже. По величине разности показаний можно определить искомый параметр.

Существуют у влажности окружающей среды и другие характеристики:

• Точка росы. Этим термином называют температурный уровень, до которого следует охладить воздух при имеющихся давлении и влажности, чтобы наступило насыщение его водяными парами.
• Дефицит точки росы. Этим термином обозначается разность между температурой воздуха и точкой росы.

Расчёт различных параметров влажности воздуха является крайне важным в некоторых областях деятельности. В частности, он проводится при прогнозировании:

• состояния взлётно-посадочной полосы при температуре воздуха около нуля;
• облачности;
• вероятности гроз;
• обледенения.

Имеет значение этот показатель и в химии: он может влиять на протекание некоторых реакций.

Оптимальная влажность воздуха в квартире: нормы ГОСТа для разных помещений и времени года

Для создания комфортного климата в квартирах, домах и офисах ГОСТом 30494-95 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещении» предусмотрены оптимальные значения влажности воздуха для каждого конкретного помещения и времени года. Концентрация влаги определяется в процентном соотношении двумя величинами – оптимальной и допустимой. Последнее значение является границей, при которой не наносится значительный вред здоровью человека, но при этом оказывается негативное воздействие на настроение, работоспособность и общее самочувствие.

Согласно ГОСТу идеальный уровень влажности воздуха в помещении в зимний период должен составлять 30−45%, а летом – 30−60%. Также этим нормативным документом регламентируются и максимально допустимые значения, а именно: зимой концентрация влаги в воздухе не должна быть больше 60%, а в тёплое время года – 65%.

Нормы влажности по ГОСТу

Рекомендуемая влажность воздуха в квартире в тёплое время года

В соответствии с ГОСТом 30494-95, летом оптимальный уровень влажности должен составлять 30−65%. Однако стены зданий нагреваются, и происходит повышение температуры в помещениях. А вода из крана, большое количество комнатных растений и готовящаяся еда на плите способствуют увеличению концентрации водяного пара в воздухе, особенно если система вентиляция не работает должным образом.

Высокое содержание влаги в воздухе при высоких температурах летом препятствует нормальному теплообмену. Повышение влажности может привести к ухудшению самочувствия. Чтобы исправить ситуацию, нужно прочистить вентиляционные каналы, чаще проветривать помещения и держать окна открытыми. Также можно воспользоваться специальными осушителями воздуха.

Открытые окна помогают снизить влажность воздуха в помещении

Какая должна быть влажность в квартире зимой

Зимой из-за того, что в квартирах и домах включают отопление, резко падает уровень влажности, и воздух быстро становится сухим. Это, в свою очередь, приводит к размножению различных микробов и пылевых клещей, пересыханию кожи и слизистых оболочек, увеличению нагрузки на сердце и нарушению работы пищеварительной системы.

Мы уже упоминали, какая влажность в квартире считается нормальной в зимнее время, а именно концентрация влаги должна быть в пределах 30−60%. О недостаточной влажности в помещении подскажут комнатные растения: начинают сохнуть кончики листьев. Исправить ситуацию помогут увлажнители воздуха, о которых мы писали на страницах нашего онлайн-журнала.

Зимой из-за отопительных приборов воздух в помещении быстро пересыхает

Предлагаем вниманию видео о том, как повысить уровень влажности зимой, и стоит ли это делать:

Watch this video on YouTube

Какая влажность должна быть в комнате ребёнка

Детскому организму, в отличие от взрослого, намного сложнее справиться с негативным воздействием окружающей среды. Ребёнок, пока его иммунитет не окреп, быстрее мёрзнет или перегревается, легче и чаще простужается и подвергается инфекционным заболеваниям, а также сложнее их переносит

Поэтому очень важно создать в детской комнате здоровый микроклимат, который обеспечит поддержку защитных функций детского организма

Воздух в комнате ребёнка ни в коем случае не должен быть слишком сухим или влажным. Согласно ГОСТу, нормальная влажность воздуха в квартире должна быть в пределах 50−60%, и при этом зимние показатели не должны отличаться от летних. Однако есть один нюанс: в детской комнате нужно поддерживать температуру на уровне 24°C, поскольку если она будет выше, то при концентрации влаги в воздухе порядка 60% помещение будет напоминать тропики.

Очень важно поддерживать оптимальную влажность в детской комнате, поскольку ребёнок наиболее чувствителен к её перепадам

Влажность воздуха

Абсолютно сухой воздух почти никогда не встречается в природе. Некоторое небольшое количество воды всегда присутствует в воздухе и, как правило, находится в газообразном состоянии.

Водяной пар попадает в воздух в результате испарения воды с различных поверхностей. Большая часть влаги в атмосфере испаряется с поверхности океанов, морей … и растения.

Состав сухого воздуха

В первую очередь, можно говорить о составе сухого воздуха, то есть воздуха, который вообще не содержит влаги.

Сухой воздух, в своей основной части, содержит азот (N2) 72% и кислород (O2) 21%. Оставшаяся часть содержит различные газы в относительно небольших количествах.

Состав сухого воздуха можно определить по массе газов в одном м3 воздуха. В этом случае мы имеем следующие величины: N2 – 1,165 кг/м3, O2 – 1,331 кг/м3. Эти значения верны при температуре 20 °C и давлении 1 атм.

Точка росы при строительстве и утеплении дома

Точка росы — это температура, при которой пар, содержащийся содержится в воздухе, превращается в конденсат в виде росы

Данный параметр важно учитывать при строительстве и утеплении стен

Поэтому важно заранее выяснить, что такое точка росы (ТР) и как ее правильно определить, чтобы выяснить, в каком месте возможно будет собираться много конденсата и принять соответствующие меры

Что такое точка росы для стен?

Воздух в окружающей среде всегда включает в свой состав водяной пар, концентрация которого зависит от многих факторов. Внутри зданий пар выделяют люди и другие живые организмы. Также он поступает во внутренне пространство от различных повседневных процессов – стирки, глажки, уборки, приготовления еды и так далее.

Снаружи процент влаги в атмосфере находится в зависимости от погодных условий. Причем наполнение воздуха парами располагает своим пределом, при достижении которого следует процесс конденсации влаги и зарождения тумана.

Когда не окончательно насыщенная парами воздушная масса (влажность менее 100%) контактирует с поверхностью, чья температура на несколько градусов ниже его собственной, то конденсат образуется даже без тумана.

Дело в том, что воздух при разной температуре может вместить различное количество пара. Чем выше температура, тем больше влаги он может поглотить. Поэтому, когда воздушная смесь с относительной влажностью 80% соприкасается с более прохладным предметом, то она резко охлаждается, предел ее насыщения снижается, а относительная влажность достигает 100%.

Тогда и происходит выпадение конденсата, то есть появляется точка росы. Именно это явление можно наблюдать ранним летним утром на траве.

На заре почва и трава еще холодные, а солнце быстро нагревает воздух, его влажность у земли быстро достигает 100% и выпадает роса.

Процесс конденсации сопрягается с выделением тепловой энергии, которая была потрачена ранее на парообразование. Поэтому роса быстро сходит.

Таким образом, температура точки росы – переменная величина, которая зависит от относительной влажности и температуры воздуха в определенный момент. Чтобы определить точку росы и ее температуру применяют различные измерители — термогигрометры, психрометры и тепловизоры.

Точка росы зависит от относительной влажностью воздуха. Чем она выше, тем ближе ТР к фактической температуре воздуха. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой.

Точка росы в строительстве необходима для того, чтобы понимать, соответствует ли степень утепления стен тому, чтобы не образовывался конденсат.

При значениях точки росы более 20 °С ощущается физический дискомфорт, воздух кажется душным; более 25 °С люди с болезнями сердца или дыхательных путей подвергаются опасности. Но такие значения достигаются очень редко даже в тропических странах.

Как определить точку росы?

На самом деле, чтобы определить точку росы не нужно производить сложные технические расчеты по формулам, измерять относительную влажность воздуха и т.д.

Нет смысла задумываться над тем, как рассчитать точку росы, так как это давно уже сделали специалисты.

А результаты их вычислений занесены в таблицу, где указаны значения температур поверхностей, ниже которых из воздуха с различной влажностью начинает образовываться конденсат.

Фиолетовым цветом обозначена температура по снип в помещении зимой – 20 °С, а зеленым выделен сектор, который указывает диапазон нормированной влажности – от 50 до 60%. При этом ТР колеблется от 9.3 до 12 °С. То есть, при соблюдении всех норм конденсат внутри дома образовываться не будет, так как в помещении нет поверхностей с такой температурой.

По-другому обстоит дело с наружной стеной. Изнутри ее обволакивает воздух, прогретый до +20 °С, а снаружи она подвергает воздействию — 20 °С и более. Соответственно, в толще стены температура медленно растет от -20 °С до + 20 °С и в определенной зоне она обязательно будет равна 12 °С, что при влажности 60% даст конденсацию.

Но для этого еще необходимо, чтобы водяной пар дошел до этой зоны через материал несущей конструкции. Здесь появляется еще один фактор, который влияет на определение точки росы – паропроницаемость материала. Этот параметр всегда нужно учитывать при возведении стен.

Итак, на процесс образования конденсата внутри наружных стен влияют следующие факторы:

• температура окружающего воздуха;
• относительная влажность воздуха;
• температура в толще стены;
• паропроницаемость материала возведенных стен.

Для измерения данных показателей в толще стены нет никаких анализирующих приборов. Вычислить их можно только расчетным путем.

Как повысить влажность воздуха?

С началом отопительного сезона воздух в доме становится суше. Есть несколько способов создать комфортные условия проживания.

Бытовыми приборами

В последние годы все больше и больше людей используют увлажнители воздуха. Это особенно популярно зимой в тех квартирах, где невозможно регулировать уровень нагрева системы отопления. Эффект от использования устройства не мгновенный. Слишком сухая мебель, обои и другие материалы впитают часть водяного пара.

Чтобы избежать излишней влажности, можно приобрести прибор со встроенным датчиком. Он отключит механизм, как только будет достигнута поставленная цель.

Народными методами

Ежедневная уборка полов в комнате перед сном поможет, если показатели влажности находятся в нижних пределах нормы, но по субъективным ощущениям наблюдается дискомфорт.

Сушка белья после стирки в помещении также может немного повысить влажность. Некоторые люди ставят по дому декоративные емкости с водой, накрывают радиаторы влажными полотенцами, используют комнатные аквариумы или фонтаны.

На время от приготовления в духовке придется отказаться, потому что она иссушает воздух. А вот приготовление жидких блюд на плите, наоборот, способствует повышению влажности.

После принятия ванны не сливайте воду сразу. Остывая, он наполняет воздух паром. Лучше всего оставить дверь в ванную открытой.

Как уменьшить влажность?

Если влажность воздуха в помещении превышает все допустимые параметры, необходимо принять меры по ее снижению. В первую очередь нужно проверить работу вентиляции.

Для этого достаточно принести ей газету, предварительно открыв окно. Если все в порядке, бумага потянется к вентиляционному отверстию. В противном случае нужно решить возникшую проблему.

Неисправная сантехника может стать причиной повышенной влажности в квартире. Часто достаточно устранить течь, чтобы микроклимат вернулся в норму. Вытяжка, установленная над плитой, устранит избыточную влажность, образующуюся во время готовки.

Осушитель поможет решить проблему, если другие методы не помогут. Есть разные типы устройств с разными принципами работы. В магазинах доступны специальные впитывающие компрессы. Они поглощают водяной пар из воздуха и превращают его в солевой раствор.

Приборы для измерения влажности

Приборы, с помощью которых можно измерять влажность, называют гигрометрами. Есть несколько типов таких приборов: волосные, конденсационные, психрометрические.

Волосной гигрометр

В волосном гигрометре используют свойство волоса изменять свою длину при изменении влажности. Чем больше влажность воздуха, тем длиннее становится волос. Обычно используют волосок из конской гривы, либо длинный человеческий волос. Один конец волоса закреплен на корпусе прибора, а другой прикрепляется к стрелке (рис. 1). По шкале прибора можно определить относительную влажность воздуха.

Рис. 1. Волосной гигрометр состоит из шкалы, поворотного механизма со стрелкой и волоса

Конденсационный гигрометр

Конденсационный гигрометр по точке росы помогает определить абсолютную влажность воздуха.

Сначала определяют точку росы с помощью встроенного в прибор термометра. Затем, по таблице, содержащей плотность и парциальное давление водяного пара при различных температурах, определяют абсолютную влажность воздуха.

При известной температуре воздуха и абсолютной влажности можно дополнительно вычислить относительную влажность воздуха.

Устройство конденсационного гигрометра представлено на рисунке 2.

В небольшую металлическую коробку, встроена трубка с грушей и термометр. Передняя тонкая стенка коробки отполирована, чтобы на ней удобнее было наблюдать конденсацию капелек воды. Металлическое кольцо, придающее жесткость тонкой передней стенке, прикреплено через прокладку для теплоизоляции.

Рис. 2. Конденсационный гигрометр содержит термометр и грушу, погруженные в емкость с быстро испаряющейся жидкостью, емкость имеет полированную стенку, на которой может конденсироваться вода из воздуха

Используют прибор так: Наливают в коробку быстро испаряющуюся жидкость (спирт, эфир и т. п.), и продувают грушей воздух через коробку. Тем самым, вызывают быстрое испарение жидкости и понижение температуры в коробке. При этом на полированной передней стенке коробки появляется роса. А термометр позволяет измерить температуру, при которой роса конденсировалась. Появление росы говорит о том, что пар стал насыщенным.

Абсолютную влажность воздуха определяют по таблице, в которой содержится плотность и парциальное давление водяного пара при различных температурах.

Психрометрический гигрометр

Такой прибор для измерения относительной влажности сокращенно называют психрометром. Он состоит из двух одинаковых термометров, закрепленных на держателе (рис. 3). Нижняя часть одного из термометров погружена в небольшую емкость, содержащую несколько миллилитров воды. Обычно на корпус этого прибора наносят психрометрическую таблицу. Благодаря этой таблице, считав показания двух термометров, можно определить относительную влажность воздуха.

Рис. 3. Психрометрический гигрометр состоит из сухого и влажного термометров

Самодельный психрометр

Чтобы изготовить самодельный психрометр, нужно взять два одинаковых бытовых спиртовых термометра.

В нижней части каждого термометра присутствует шарик с жидкостью. Эта жидкость расширяется при возрастании температуры. Излишки жидкости из шарика поднимаются по тонкой трубке, рядом с которой нанесены деления температурной шкалы. Обычно в качестве такой жидкости используют подкрашенный спирт (спиртовой термометр), или ртуть (ртутный термометр).

Шарик одного из термометров нужно обернуть кусочком ваты, или небольшой тряпочкой, смоченной водой комнатной температуры. Этот термометр договоримся называть «влажным».

Со вторым термометром ничего делать не нужно. Этот термометр будем называть «сухим».

Расположим эти термометры неподалеку один от другого. Спустя несколько минут самодельный психрометр будет готов к измерениям влажности.

Нам известно, что температура жидкости уменьшается при испарении (ссылка). Поэтому, показания влажного термометра всегда будут меньше показаний сухого термометра. Чем суше воздух, тем больше будет разница между показаниями термометров. Потому, что в сухом воздухе скорость испарения (ссылка) воды возрастает.

Запишем показания сухого и влажного термометров. Относительную влажность воздуха можно найти с помощью психрометрической таблицы.

Оптимальная влажность воздуха для комфортной жизни

Было проведено множество исследований относительно того, какой должна быть оптимальная влажность воздуха в гостиной. Общие рекомендуемые показатели:

• Летом от 30 до 60%.
• Зимой от 30 до 45%.

Комфортная влажность воздуха на производстве и в квартирах утверждена СанПиН 1.2.3685–21.

Микроклимат в зависимости от типа помещений

Требования к влажности воздуха на производстве и в жилом помещении могут существенно различаться. К тому же специфика работы иногда требует особого микроклимата. Например, в фондах библиотек и архивов воздух должен быть суше, чем в тепличном комплексе

Особое внимание этому параметру уделяется в музеях, галереях, где важна консервация произведений искусства

В основном микроклимат рабочего места рассчитывается исходя из ккал в час, затрачиваемого человеком при исполнении служебных обязанностей. Рекомендуемая средняя влажность 40–60%.

Нормальная влажность воздуха в квартире

Параметры микроклимата жилых домов, установленные в ГОСТ 30494–96, предназначены для проектировщиков и организаций, обслуживающих жилые дома.

Физиологи рекомендуют сосредоточиться на своем самочувствии. Допустимый нижний предел в 30% многими воспринимается как слишком сухой воздух. Новый СанПиН 1.2.3685–21, вступивший в силу с 1 марта 2021 года, не устанавливает оптимальную влажность для человека в хозяйственных помещениях, на кухне, в ванной, в туалете. В спальне, гостиной и других комнатах этот параметр составляет 30–60%.

Нормальная влажность воздуха в комнате ребенка

Детскому телу требуется более влажный воздух. Их слизистые оболочки быстрее высыхают, и их устойчивость к различным вирусам снижается. При сухом воздухе ребенок утомляется, становится раздражительным.

Норма влажности в здоровой детской комнате должна быть в пределах 50–60%. Если у ребенка простуда, она увеличивается до 70%.

Выводы

1. Парциальное давление – это давление одного газа из смеси. Парциальное — от итальянского «парцио» — часть чего-то целого.
2. Если сложить все парциальные давления, получим общее давление смеси газов.
3. Воздух – это смесь газов. Давление воздуха — это сумма парциальных давлений всех газов, составляющих воздух.
4. В воздухе даже при отрицательной температуре содержится водяной пар. Измеряя количество этого пара, мы будем измерять влажность воздуха.
5. Чем выше температура, тем больше водяного пара воздух сможет удержать. Конечно, если добавить в воздух этот водяной пар.
6. Выделяют два вида влажности воздуха — абсолютную и относительную.
7. Абсолютную влажность указывают с помощью плотности водяного пара или же с помощью парциального давления водяного пара.
8. Приборы для измерения влажности называют гигрометрами. Широко используют конденсационные, волосные и психрометрические гигрометры.
9. Психрометрический гигрометр сокращенно называют психрометром.
10. Самодельный психрометр можно изготовить из двух одинаковых бытовых термометров. Один термометр назовем влажным, второй — сухим.
11. Относительную влажность можно определить, пользуясь психрометром и психрометрической таблицей.
12. Сначала измеряем температуру воздуха, а после — относительную влажность воздуха.
13. Относительная влажность – это дробная величина. Ее указывают в процентах. В числителе дроби – плотность пара, имеющегося в воздухе, в знаменателе – максимальная при этой температуре плотность пара, т. е. плотность насыщенного при этой температуре пара.
14. Абсолютная и относительная влажность воздуха связаны. Зная температуру воздуха и одну из влажностей, можно определить вторую влажность (по абсолютной можно определить относительную и наоборот). Для этого используйте таблицу плотностей водяного пара при различных температурах.