Kiedy Wilgotność Materiału Jest Wysoka: Przyczyny, Skutki i Metody Kontroli
- Szczegóły
Mianem wilgotności powietrza określa się zawartość pary wodnej w powietrzu. Para wodna w powietrzu pochodzi z parowania zachodzącego ze swobodnych powierzchni wodnych i powierzchni lądowych (gruntu, roślinności...). Można to wyobrazić sobie jako różnicę ciśnienia w zamkniętej objętości powietrza i bez zmiany jego temperatury przed (p) i po całkowitym usunięciu z tej objętości znajdującej się pary wodnej (p').
Ilość pary wodnej, która znaleźć się może w powietrzu (rozpuścić w powietrzu) zależy od jego temperatury. Maksymalną ilość pary wodnej, jaką jest w stanie zawierać powietrze w danej temperaturze określa się mianem prężności maksymalnej lub prężnością pary nasyconej, niekiedy prężnością nasycenia i oznacza zazwyczaj symbolem E.
Prężność pary wodnej, jaka występuje w danej chwili w powietrzu nazywa się prężnością aktualną i oznacza zazwyczaj symbolem e. Prężność aktualna w atmosferze zmienia się stosunkowo powoli; aby wzrosła, musi wzrosnąć również zawartość pary w powietrzu. Zmniejszenie się zawartości pary wodnej w powietrzu nie jest możliwe, bez wystąpienia procesów kondensacji. W związku z tym zmiany prężności aktualnej zachodzą zazwyczaj wraz z procesami wymiany mas atmosferycznych nad danym obszarem.
Różnicę, między prężnością maksymalną (E) w temperaturze powietrza, w której została zmierzona prężność aktualna a wartością prężności aktualnej (e), wyrażona w hPa: d = E - e [hPa], określa się mianem niedosytu wilgotności, który informuje o tym, ile jednostek prężności potrzeba do całkowitego nasycenia danego powietrza.
Wilgotność względna (oznaczana najczęściej jako f), którą definiuje się jako: f = (e/E) * 100 [%], informuje, w jakim procencie, w stosunku do maksymalnie możliwego w danej temperaturze (tj. temperaturze, w której zmierzono e) powietrze jest nasycone parą wodną. Zauważmy, że w różnych temperaturach powietrza taka sama wartość wilgotności względnej (np. 50%) będzie oznaczała zupełnie rożne ilości pary wodnej znajdującej się w powietrzu.
Przeczytaj także: Jak rozpoznać twardą wodę?
W formule definiującej wilgotność względną występuje w mianowniku ułamka wartość E, która jest funkcją temperatury powietrza. Wraz ze wzrostem temperatury powietrza wartość E rośnie. Oznacza to, że zmiany temperatury powietrza, przy niezmienionej zawartości pary wodnej w powietrzu (e, prężności aktualnej) muszą pociągać za sobą zmiany wilgotności względnej (f). W przypadku niezmienionej zawartości pary wodnej (e) wzrost temperatury powoduje spadek (zmniejszenie się) wilgotności względnej.
Temperatura, do której należy schłodzić powietrze, aby przy danej prężności aktualnej wilgotność względna osiągnęła 100% i rozpoczęły się w nim procesy kondensacji nosi nazwę temperatury punktu rosy i oznaczana jest zazwyczaj jako td [°C]. Temperatura punktu rosy powietrza, w którym nie zachodzą procesy kondensacji, zależy jedynie od wartości prężności aktualnej. Tak długo, jak temperatura powietrza nie spadnie poniżej temperatury punktu rosy, temperatura punktu rosy tego powietrza pozostaje stała.
Zwróćmy uwagę, że bardzo wszechstronną miarą wilgotności powietrza może być para temperatury - temperatura powietrza (tp) i temperatura punktu rosy tego powietrza (td). Temperatura punktu rosy (td) będzie stała w miejscu na osi (zależy jedynie od e). Wzrost temperatury (tp) spowoduje oddalenie tp od td, spadek temperatury zbliżenie tp do td. W ten sposób różnica temperatury powietrza i temperatury punktu rosy informuje nas o tym, jaka jest wilgotność względna.
Te i inne, tu nie omówione, miary wilgotności powietrza stosuje się w meteorologii do różnego rodzaju operacji (obliczeń), takich jak na przykład szacowanie potencjalnej wielkości opadu, określenia stopnia chwiejności powietrza, zmian temperatury w powietrzu wznoszącym się itp. Pomiary wilgotności powietrza mają duże znaczenie tak dla wykonania obserwacji meteorologicznych na statku (depesza SHIP), jak i w codziennej praktyce eksploatacyjnej statku (przewóz ładunków, wentylacja wnętrza statku, ...). Dość skomplikowana natura miar wilgotności powietrza powoduje, że i pomiary wilgotności, choć technicznie łatwe, wydają się być skomplikowane.
Pomiary Wilgotności Powietrza
Higrometr włosowy jest nieskomplikowanym, tanim przyrządem, służącym do pomiaru wilgotności względnej. Elementem mierzącym (reagującym na zmiany wilgotności względnej) jest w nim odtłuszczony włos ludzki (dokładniej pęczek włosów). Jeśli pęczek włosów zamocować z jednej strony do nieruchomego zacisku, drugą, swobodną stronę pęczka włosów zamocować do bloczka umocowanego na osi, który w napięciu utrzymywany jest przez delikatną sprężynkę, to w takt zmian długości włosów bloczek będzie się skręcał raz w jedną, raz w drugą stronę, stosownie do zmian wilgotności.
Przeczytaj także: Wpływ wody gazowanej na dzieci
Higrometry włosowe pozwalają na dość pewny (dokładność pomiaru nie jest obarczona większym błędem niż 5%) pomiar wilgotności względnej od 30 do 100%. Pomiar wilgotności w zakresie od 20 do 30% obarczony jest błędem przekraczającym 5%.
Higrometr włosowy, z czasem, zaczyna fałszować pomiary. Związane to jest ze stopniowym wysychaniem włosa (pęczka włosów). Z tego względu, nie rzadziej niż 3 miesiące w przeciętnych warunkach wilgotnościowych i nie rzadziej niż co 1 miesiąc w warunkach zwiększonej suchości powietrza, higrometr należy poddać procesowi ponownego tarowania (‘świeżenia’).
Higrometry włosowe, choć pozornie niezbyt dokładne, są niezastąpionymi przyrządami pomiarowymi do określania wilgotności (i parametrów wilgotnościowych powietrza w ogólności) w niskiej i bardzo niskiej temperaturze powietrza (poniżej -2; -5°C). Do określenia parametrów higrycznych powietrza za pomocą higrometru potrzebna jest tablica wartości prężności maksymalnej (E) w funkcji temperatury.
Wilgotność Powietrza w Domach i Jej Wpływ
Wilgotność powietrza to procentowa zawartość cząsteczek wody w objętości powietrza. W zimie, gdy za oknem mróz, a w domach grzejniki włączone są na maksymalną moc, wilgotność powietrza jest bardzo niska i często spada ona nawet do 20%. Zbyt suche powietrze sprawia, że unosi się w nim mnóstwo kurzu, pyłu oraz wszelkiego rodzaju drobnoustrojów, które mogą powodować kaszel i katar, a nawet reakcje alergiczne. Zbyt niska wilgotność powoduje również wysuszanie śluzówki oczu, nosa oraz gardła powodując ich podatność na różnego rodzaju infekcje.
Z kolei zbyt duża wilgotność powietrza to przyczyna skraplania się jej nadmiaru np. na oknach czy innych gładkich powierzchniach. Prawidłowa wilgotność powietrza w pomieszczeniach zamkniętych powinna oscylować w granicach 30-65%. Optymalna wilgotność powietrza, w której człowiek najlepiej się czuje wynosi 40-60%. Taka wilgotność służy nie tylko zdrowiu człowieka, ale również jest korzystna dla ubrań, podłóg, mebli oraz książek.
Przeczytaj także: Oczyszczalnie ścieków: proces budowy wyjaśniony
Wilgotność powietrza w domach nie powinna być niższa niż 30%. Nie można jednak zapominać, że „optimum” wilgotności jest zmienne i ściśle zależy od temperatury powietrza. Im cieplej w pomieszczeniu tym wilgotność powinna być bliższa wartościom 45-55%, natomiast im chłodniej w pomieszczeniu tym wartość optymalna może przesuwać się w granice 60-65%.
Kiedy wilgotność w mieszkaniu lub domu jest zbyt wysoka lub niska wpływa to na komfort życia mieszkańców. Może również przyczynić się do uszkodzenia wyposażenia. Wysoka wilgotność powoduje nadmiar wilgoci i kondensację, co stwarza sprzyjające warunki do powstania pleśni. Niska wilgotność z kolei jest powiązana z szybkim rozprzestrzenianiem się wirusów.
Wilgotność to nic innego jak stężenie pary wodnej w powietrzu. Wilgotność względna, mierzona w procentach, wyraża stosunek faktycznej zawartości pary wodnej do maksymalnej ilości (nasycenia) w danej temperaturze. Wilgotność bezwzględna zaś, podawana w gramach na metr sześcienny, określa zawartość pary wodnej na 1m3.
W wyższych temperaturach powietrze może zawierać więcej pary wodnej, więc zwykle zwiększenie ogrzewania w pomieszczeniu powoduje spadek wilgotności względnej. Jednak istnieje wiele różnych czynników, które powodują zmianę tych wartości. Badania wykazały, że wilgotność na poziomie 70% lub wyższa na poziomie styczności z powierzchnią może spowodować poważne uszkodzenie mienia. Dla większości z nas wilgotność względna na poziomie 40-60% jest najbardziej komfortowa.
Wysoka wilgotność może powodować problemy w domu, jeśli wilgotność względna regularnie przekracza 60%- 70%. Kiedy powietrze zawiera parę wodną powyżej tego poziomu, pojawiają się sprzyjające warunku do rozwoju grzybów i pleśni.
Skutki Wysokiej Wilgotności
- Rozwój pleśni i grzybów - w wilgotnych domach i mieszkaniach pleśń i grzyb znajdują idealne warunki do osadzania się na powierzchni i rozwoju. Pleśń atakuje daną powierzchnię, ale pokrywa jedynie ich wierzchnią warstwę nie wnikając w głąb. Zwykle tworzy plamy w różnych kolorach (szare, białe, rude) na tapetach, płytkach czy innych materiałach. Grzyb z kolei może wnikać w głąb materiałów takich jak drewno czy beton powodując ich niszczenie.
- Łuszcząca się farba i odklejająca tapeta - ściany są głównym miejscem gromadzenia się kondensacji pary wodnej, jeśli wysoka wilgotność nie jest kontrolowana. Łuszcząca się farba lub zwijająca tapeta jest oznaką nadmiernej wilgoci w domu.
- Gnicie mebli, podłogi i wyposażenia - nadmiar wilgoci w domu może uszkodzić drewno, prowadzi do jego niszczenia, gnicia, powstawania pleśni i grzybów.
- Uszkodzone ściany i cegły - Ciągłe zmiany zawartości wilgoci w tynku, legarach lub słupach powodują pęcznienie lub kurczenie się materiałów.
Metody Walki z Wysoką Wilgotnością
- Stosowanie preparatów chemicznych o działaniu pleśniobójczym, czy też farb dyspersyjnych z dodatkami biobójczymi.
- Osuszanie murów i zabezpieczenie ich impregnatem grzybobójczym.
- Położenie farby chroniącej przed rozwojem pleśni i grzybów.
- Konsultacja ze specjalistyczną firmą zajmującą się osuszaniem budynków.
Wilgotność Drewna
Drewno jest materiałem higroskopijnym, co oznacza, że pochłania i oddaje wilgoć z otoczenia. Z tego powodu właściwa wilgotność drewna konstrukcyjnego i budowlanego jest podstawą trwałości każdego projektu. Drewno charakteryzują dwie cechy wpływające na jego wilgotność: higroskopijność i nasiąkliwość.
- Higroskopijność, czyli zdolność do wchłaniania wilgotności z powietrza. Drewno, jako materiał organiczny, naturalnie reaguje na zmiany wilgotności w otoczeniu, co prowadzi do jego pęcznienia (gdy wilgoć jest wchłaniana) lub kurczenia się (gdy wilgoć jest oddawana). Drewno o stabilnej wilgotności zachowuje swoje właściwości mechaniczne, co jest kluczowe w budownictwie.
- Nasiąkliwość, czyli zdolność do wchłaniania wody (lub innych cieczy) przez drewno, które jest w tej cieczy zanurzone. Stopień nasiąkliwości zależy od porowatości drewna, która z kolei ma związek z jego gęstością. Drewno o dużej gęstości wolniej wchłania wodę, ponieważ ma mniej porów od drewna o małej gęstości.
Wilgotność techniczną - której poziom zależy od wymagań związanych z obróbką drewna. Wilgotność użytkową - której zakres zależy od zastosowania i warunków użytkowania drewna. Zbyt wilgotne drewno jest podatne na rozwój grzybów, ale przede wszystkim kurczy się podczas suszenia, a podczas nasiąkania wodą pęcznieje. Najczęściej skutkuje to uszkodzeniami powierzchni. Drewno o zbyt wysokiej wilgotności ma słabsze właściwości izolacyjne, co wpływa na energooszczędność budynku.
Idealna wilgotność drewna jest różna i zależy od rodzaju drewna oraz jego przeznaczenia. Pożądana wilgotność drewna dla elementów montowanych wewnątrz pomieszczeń, które nie będą miały kontaktu z powietrzem zewnętrznym, czyli wilgotność drewna na schody, wilgotność drewna na meble oraz wilgotność drewna na podłogę wynosi od 6 do 10 %. Dla elementów drewnianych, mających stały kontakt z powietrzem zewnętrznym, czyli np. Drewno o stabilnej wilgotności zachowuje swoje właściwości mechaniczne, co jest kluczowe w budownictwie.
Metody Pomiaru Wilgotności Drewna
Istnieje kilka sposobów pomiary wilgotności drewna:
- Metoda suszarkowo-wagowa polega na pobraniu próbki, zważeniu jej i umieszczeniu w suszarce elektrycznej-laboratoryjnej, wyposażonej w termoregulację. Proces suszenia próbek odbywa się w granicach 100 °C i do chwili kiedy próbki osiągną stały ciężar.
- Metoda elektrometryczna nie wymaga pobrania próbek drewna i polega na pomiarze oporu elektrycznego, który jest zmienny w zależności od poziomu wilgotności drewna. Do pomiarów wilgotności metodą elektromagnetyczną służą wilgotnościomierze.
Wśród nich najczęściej spotykany typ wilgotnościomierza do drewna to model oporowy. Działa na zasadzie pomiaru oporu elektrycznego między dwoma metalowymi elektrodami (igłami) wbitymi w drewno. Alternatywą jest wilgotnościomierz pojemnościowy. Ten typ wilgotnościomierza działa bez konieczności wbijania elektrod w drewno. Zamiast tego mierzy zmianę pojemności elektrycznej na powierzchni drewna.
Utrzymanie Właściwej Wilgotności Drewna
Skutecznym sposobem jest impregnacja drewna. W przypadku drewna przed jego wykorzystaniem bardzo ważne jest też jego prawidłowe przechowywanie.
Jak Sprawdzić Wilgotność Powietrza w Domu
Nadmiar wilgoci w większości przypadków jest bardzo widoczny, przede wszystkim na ścianach, lustrach, czy suficie. Nie zawsze jednak od razu da się to rozpoznać i w porę zareagować.
Metody Sprawdzania Wilgotności Powietrza
- Higrometr - przyrząd służący do pomiaru wilgotności powietrza.
- Sposób domowy z solą - wypełnij małe naczynie solą kuchenną i obserwuj po 24 godzinach.
- Obserwacja oznak wilgoci - obserwuj zaparowane okna, pleśń na ścianach, sufitach czy fugach.
Gdy wilgotność jest zbyt niska (poniżej 40%), może prowadzić do podrażnienia skóry, oczu, gardła, a także pogorszenia objawów alergii i astmy. Natomiast zbyt wysoka wilgotność (powyżej 60%) sprzyja rozwojowi pleśni, grzybów, roztoczy kurzu i bakterii.
Źródła Wilgoci w Domu
- Woda z zewnątrz - uszkodzenia dachu, nieszczelne rury, zła izolacja, czy podwyższony poziom wód gruntowych.
- Kondensacja - ciepłe powietrze wewnątrz domu styka się z zimnymi powierzchniami.
Zapobieganie Problemom z Wilgocią
- Dbać o właściwą izolację, paroizolację, uszczelnienie budynku oraz prawidłową wentylację.
- Usuwać widoczne oznaki grzyba, stosując odpowiednie środki czyszczące.
- Dokładnie wysuszyć pomieszczenia dotknięte wilgocią.
- Zapewnić skuteczną wentylację.
Wilgoć a Budynek
Wilgoć w domu stwarza szereg zagrożeń zarówno dla zdrowia mieszkańców, jak i dla struktury budynku. Sprzyja rozwojowi pleśni, grzybów i powoduje nieprzyjemny zapach, co może prowadzić do alergii, problemów oddechowych, astmy czy infekcji. Długotrwałe narażenie na wilgoć może prowadzić do uszkodzeń konstrukcji, takich jak korozja, pęknięcia czy rozkład materiałów budowlanych.
Wilgoć eksploatacyjna jest dużo prostsza do opanowania, ponieważ jej przyczyną zazwyczaj jest parowanie wody w danym pomieszczeniu lub stare, nieszczelne okna. Jednak jeśli występują mostki cieplne w zadaszeniu lub nieszczelny dach, z czasem zaczną pojawiać się wilgotne plamy wewnątrz budynku. Oznacza to, że przyczyną takiego stanu rzeczy, jest wilgoć technologiczna.
Idealna Wilgotność w Domu
Dbanie o optymalną wilgotność powietrza w domu to nie tylko kwestia komfortu, ale także zdrowia oraz kondycji samego budynku. Zbyt suche powietrze powoduje, że budzimy się z suchym gardłem, a nasza skóra staje się szorstka jak papier ścierny. Natomiast nadmiar wilgoci to idealne środowisko dla pleśni i roztoczy, które potrafią skutecznie obniżyć jakość życia.
Optymalna wilgotność w pomieszczeniach mieszkalnych powinna wynosić od 30% do 65% w zależności od jego przeznaczenia, a także i pory roku. Złoty środek to wilgotność na poziomie 40-60%, ale wszystko zależy od kontekstu. W przypadku gdy mamy do czynienia ze zbyt niskimi parametrami powinniśmy często wietrzyć pomieszczenia, w których przebywamy.
Jeśli chcesz zadbać o optymalną wilgotność powietrza w domu, przemyśl montaż klimatyzacji, która kompleksowo zadba o mikroklimat.
Punkt Rosy a Wilgotność w Domu
Czy zdarzyło Ci się kiedykolwiek zauważyć krople wody na szybie, które pojawiają się, gdy na zewnątrz jest zimno, a w domu ciepło? Albo może para wodna skrapla się na lustrze w łazience zaraz po gorącej kąpieli? Za tym zjawiskiem stoi właśnie tajemniczy punkt rosy, który, choć brzmi jak pojęcie rodem z podręcznika do fizyki, w rzeczywistości wpływa na jakość powietrza w Twoim domu.
Skroplona woda przenika do materiałów budowlanych, osłabiając ich strukturę i prowadząc do korozji czy butwienia.
Tabela: Wartości Prężności Maksymalnej Pary Wodnej (E) w Funkcji Temperatury Powietrza
| Temperatura (°C) | Prężność Maksymalna (E) [hPa] |
|---|---|
| -10 | 2.60 |
| -5 | 4.01 |
| 0 | 6.11 |
| 5 | 8.72 |
| 10 | 12.28 |
| 15 | 17.05 |
| 20 | 23.37 |
| 25 | 31.68 |
| 30 | 42.46 |
tags: #kiedy #wilgotność #materiału #jest #wysoka

