Wilgotność Powietrza i Jednostki Miary: g/m³
- 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...).
Wilgotność bezwzględna powietrza, czyli zawartość pary wodnej w powietrzu, podawana jest w gramach na metr sześcienny (czyli g/m³).
Nie można zmieszać dowolnej ilości pary wodnej z dowolną ilością powietrza (tak, jak to można zrobić na przykład ze spirytusem etylowym i wodą, czy azotem i tlenem). Ilość pary wodnej, która znaleźć się może w powietrzu (rozpuścić w powietrzu) zależy od jego temperatury.
Maksymalna ilość pary wodnej, jaka może znajdować się w powietrzu, zależy przede wszystkim od temperatury powietrza. W powietrzu ciepłym można „rozpuścić” oczywiście więcej pary wodnej. Podobnie jak w ciepłej wodzie można rozpuścić więcej cukru. Na przykład, w metrze sześciennym powietrza o temperaturze -20°C, można „rozpuścić” maksymalnie 1,08 grama pary wodnej. Natomiast w powietrzu o temperaturze +20°C - aż 17,28 gramów.
Po przekroczeniu tych wartości, następuje jednak skraplanie się wody. Dlatego może objawiać się to w postaci kropel rosy czy mgły. Punkt ten nazywany jest oczywiście temperaturą punktu rosy. Wyjątkiem jest powstanie pary przechłodzonej (czyli pary przesyconej), z powodu braku centrów kondensacji.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
To ciśnienie parcjalne (cząstkowe), wywierane przez parę wodną w powietrzu. Jednostką pomiaru jest hPa (jednostka ciśnienia). 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').
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.
Wartości E w funkcji temperatury powietrza przedstawia tabela poniżej:
| Temperatura | Maksymalna zawartość pary wodnej (E) |
|---|---|
| -20°C | 1,08 g/m³ |
| -10°C | 2,36 g/m³ |
| 0°C | 4,85 g/m³ |
| +10°C | 9,39 g/m³ |
| +20°C | 17,28 g/m³ |
| +30°C | 30,35 g/m³ |
| +40°C | 51,18 g/m³ |
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 [%],informującą w jakim procencie, w stosunku do maksymalnie możliwego w danej temperaturze (tj. temperaturze, w której zmierzono e) powietrze jest nasycone parą wodną.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Zauważmy, że w różnych temperaturach powietrza taka sama wartość wilgotności względnej (np. 50%) będzie oznaczała zupełnie rożne ilości pary wodnej znajdującej się w powietrzu.
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.
Jak widzimy, procesy te nie są symetryczne (w pełni odwracalne), temperatura punktu rosy może spaść (obniżyć się) w wyniku ochłodzenia temperatury powietrza i występujących procesów kondensacji, ale bez powtórnego wzbogacenia powietrza w parę wodną temperatura punktu rosy nie wzrośnie.
Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności
Oprócz wymienionych miar wilgotności powietrza stosuje się szereg innych, z których najważniejsze to wilgotność absolutna, informująca ile kg pary wodnej znajduje się w 1 m^3 powietrza (przy czym nie bierze się pod uwagę występujących ewentualnie produktów kondensacji - wody w stanie ciekłym lub stałym).
Miarą wilgotności określającą stosunek masy pary wodnej do masy powietrza suchego, znajdującego się w danej objętości wilgotnego powietrza (g / kg) jest współczynnik zmieszania ( r ).
Wilgotność względna powietrza waha się w przedziale od 0% do 100%, określa oczywiście nasycenie powietrza parą wodną. Czyli jest to stosunek masy aktualnie znajdującej się pary wodnej w powietrzu, do jej maksymalnej możliwej ilości w danej temperaturze.
Wilgotność względna powietrza powyżej 60% powoduje przede wszystkim korozję stali, utlenianie metali, możliwość rozwoju grzybów. Dlatego wilgotność względna nie powinna stale przekraczać 60%.
Jednakże, gdy trzeba przekraczać 60% wilgotności, należy zabezpieczyć środowisko przed rozwojem bakterii i grzybów. W komorach nawilżania stosuje się lampy UV-C, jak również powłoki z jonami srebra.
Wilgotność powietrza poniżej prawidłowego zakresu, czyli poniżej 40%, według meteorologów występuje tylko w klimacie pustynnym. Wilgotność powietrza 40-60% to najlepszy dla ludzi oraz cyklu produkcyjnego zakres. Wilgotność powyżej 60% to wilgotność zbyt wysoka, która nie sprzyja dobremu samopoczuciu człowieka. Przez ludzi jest odbierana jako powszechnie jako „duszność” czy „parność”. Ma także zły wpływ na materiały i maszyny produkcyjne, ponieważ sprzyja rozwojowi roztoczy i grzybów oraz może być przyczyną zanieczyszczeń mikrobiologicznych, odpadania tynków, gnicia drewna i korozji stali.
Wilgotność powietrza ma wpływ na nasze samopoczucie i zdrowie. Zbyt wysoka wilgotność powietrza może powodować uczucie dyskomfortu, duszności, a także sprzyja rozwojowi pleśni i grzybów.
Pomiar Wilgotności Powietrza
Dość skomplikowana natura miar wilgotności powietrza powoduje, że i pomiary wilgotności, choć technicznie łatwe, wydają się być skomplikowane.
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).
Włos, gdy wilgotność względna rośnie, absorbuje parę wodną z powietrza i zmienia swoją grubość i długość; przy wzroście wilgotności względnej włos się wydłuża, przy zmniejszaniu się wilgotności względnej - kurczy.
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).
Metodą pomiaru psychometrycznego dokonuje się bezpośredniego pomiaru wilgotności względnej powietrza. Psychrometr składa się zasadniczo z dwóch niezależnych czujników temperatury, z których jeden jest stosowany jako czujnik temperatury "wilgotny", a drugi jako czujnik temperatury "suchy".
Ilość pary wodnej pochłoniętej w folii polimerowej zmienia właściwości elektryczne czujnika wilgotności i ma wpływ na zmianę jego pojemności. Zmiana pojemności jest proporcjonalna do zmiany wilgotności względnej i jest analizowana przez dalszą elektronikę i przekształcana na znormalizowany sygnał wyjściowy.
Regulacja Wilgotności Powietrza
Należy pamiętać, że montując odpowiedni system nawilżania powietrza w firmach, zakładach przemysłowych i innych miejscach pracy można mieć bezpośredni wpływ na wilgotność powietrza. Odpowiednie warunki, jakie uzyskają Państwo dzięki m.in.
Zanim zabierzesz się za regulację wilgotności powietrza, sprawdź jej poziom. Zadanie może wydawać się trudne, jednak wystarczy zaopatrzyć się w higrometr, który można dostać w każdym sklepie budowlanym.
Istnieje wiele sposobów na regulację wilgotności powietrza. Ich efektywność jest zazwyczaj związana z wielkością powierzchni, która ma zostać nawilżona lub osuszona. W warunkach domowych wystarczający będzie dobrej jakości nawilżacz powietrza lub pochłaniacz wilgoci.
Inaczej wygląda sprawa w przypadku większych powierzchni, np. hal przemysłowych czy magazynów. W tym wypadku niewielkie urządzenie nie poradzi sobie z regulacją wilgotności. Problem może rozwiązać jedynie profesjonalny system, który został zaprojektowany do regulacji wilgotności powietrza na dużych powierzchniach.
Regulacja wilgotności powietrza ma ogromne znaczenie zarówno w warunkach domowych, jak przemysłowych. O ile w mieszkaniu jest to ważne ze względu na samopoczucie domowników, o tyle w fabrykach, halach przemysłowych oraz magazynach wilgotność powietrza wywiera wpływ na maszyny oraz towar. Nieodpowiednie warunki mogą doprowadzić do uszkodzenia sprzętu lub produktów, co wygeneruje straty o bardzo wysokich kwotach.
Wilgotność powietrza odgrywa kluczową rolę w wielu branżach produkcyjnych, wpływając na jakość procesów technologicznych, stan maszyn oraz komfort pracy. Odpowiednia regulacja wilgotności powietrza w zakładach produkcyjnych jest niezbędna do zapewnienia stabilności i efektywności działań.
Zbyt niski poziom wilgotności powietrza może prowadzić do problemów z materiałami, takimi jak pękanie drewna czy osłabienie jakości farb i tuszy w procesach poligraficznych. Z kolei zbyt wysoka wilgotność powoduje ryzyko kondensacji wody, co może prowadzić do uszkodzeń maszyn oraz problemów z przechowywaniem materiałów wrażliwych na wilgoć.
Systemy nawilżania powietrza w zakładach produkcyjnych są coraz bardziej zaawansowane, pozwalając na precyzyjne zarządzanie wilgotnością w różnych strefach zakładu. Zautomatyzowane systemy nawilżające dostosowują poziom wilgotności do zmieniających się warunków środowiskowych, co pozwala na utrzymanie stałego poziomu wilgoci, niezależnie od wahań temperatury czy wilgotności zewnętrznej.
Każdy nowoczesny klimatyzator posiada wbudowaną funkcję osuszania powietrza. Natomiast, niektóre modele oczyszczaczy powietrza posiadają system nawilżania powietrza.
Wybór klimatora do mieszkania czy biura bywa świetną decyzją, jeśli szukamy naturalnego sposobu na ochłodzenie przestrzeni bez instalacji klimatyzacji. Jednak coraz więcej osób zadaje sobie pytanie: czy klimator nie podnosi zbytnio wilgotności powietrza? I co właściwie oznacza efekt „mokrego pokoju”?
Klimatory działają na zasadzie ewaporacji, czyli odparowywania wody. W trakcie pracy urządzenie pobiera powietrze z pomieszczenia, przepuszcza je przez mokry filtr lub specjalny wkład chłodzący, a następnie wydmuchuje już nawilżone i nieco chłodniejsze powietrze.
Wilgotność powietrza w granicach 40-60% uznawana jest za najbardziej optymalną dla organizmu człowieka. W takich warunkach błony śluzowe nosa, gardła i oczu są dobrze nawilżone, co wspomaga ich funkcję ochronną przed kurzem, alergenami czy drobnoustrojami. Skóra również reaguje korzystnie na umiarkowaną wilgoć - nie jest przesuszona, nie łuszczy się, a podrażnienia występują rzadziej.
Problem pojawia się w momencie, gdy wilgotność przekracza 70-75%, co niestety może mieć miejsce przy nieumiejętnym używaniu klimatora, zwłaszcza w niewielkich lub słabo wentylowanych pomieszczeniach. Nadmiar wilgoci sprawia, że powietrze staje się cięższe, trudniejsze do oddychania, a poczucie świeżości szybko znika. Dodatkowo wysoka wilgotność sprzyja rozwojowi pleśni na ścianach, szczególnie w miejscach o słabym dostępie powietrza - za szafami, w narożnikach czy przy oknach. Utrzymujący się zaduch może obniżać koncentrację, powodować uczucie zmęczenia i wpływać negatywnie na jakość snu.
- Klimator powinien stać w miejscu, gdzie powietrze może swobodnie krążyć - najlepiej blisko okna lub drzwi balkonowych, gdzie możliwa jest naturalna wymiana powietrza.
- Jeśli używamy klimatora przez wiele godzin, warto co 2-3 godziny przewietrzyć pomieszczenie, otwierając okna na kilka minut. To wystarczy, by pozbyć się nadmiaru wilgoci, a jednocześnie nie tracić efektu chłodzenia.
- W małych mieszkaniach nadmierna ilość parującej wody może być kłopotliwa. Jeśli używasz klimatora w pomieszczeniu do 20 m², wybieraj modele ze zbiornikiem do 4 litrów.
- Higrometr, czyli miernik wilgotności, to proste urządzenie, które pozwala śledzić, czy nie przekraczamy zdrowego poziomu nawilżenia. Dzięki temu wiemy, kiedy otworzyć okno, kiedy zmniejszyć intensywność pracy klimatora lub kiedy uzupełnić wodę.
- Regularnie przecieraj okolice urządzenia.
- Wentylatory poprawiają jego cyrkulację, co pozwala równomiernie rozprowadzić wilgoć i ograniczyć jej osiadanie w jednym miejscu.
- W sezonie letnim, gdy powietrze jest suche, a klimator działa umiarkowanie, dodatkowy nawilżacz powietrza może wspierać równowagę mikroklimatu.
- W nocy najlepiej używać klimatora w trybie nocnym - o obniżonej mocy. Warto też ustawić delikatne oscylowanie strumienia powietrza lub połączyć klimator z wentylatorem biurkowym, który rozproszy wilgoć w powietrzu.
- Zanieczyszczony filtr, zalegająca woda czy kurz w środku urządzenia mogą prowadzić do powstawania nieprzyjemnego zapachu i zwiększać ryzyko zawilgocenia.
Klimator może być znakomitym urządzeniem wspomagającym zdrowy mikroklimat w mieszkaniu - pod warunkiem, że korzystamy z niego świadomie.
tags: #wilgotność #powietrza #jednostki #miary #g/m3
