Влажность воздуха в помещении, подробно, польза и вред

В данной статье вы узнаете:

1) Откуда берется конденсат на трубах, на окнах и что с этим можно сделать?

2) Откуда берётся плесень на стенах и на откосах окон?

3) Что делать, если в вашем доме или в вашей квартире зимой воздух очень сухой и почему это вредно?

4) Вы узнаете, что конвекторы и другие отопительные приборы, воздух на самом деле не сушат.

5) Почему из кондиционера, когда он работает капает вода?

6) Правда ли что зимой при -20 градусах в Санкт-Петербурге гораздо холоднее при тех же -20 градусах в Сибири?

7) Разберёмся с такими понятиями, как «абсолютная влажность», «относительная влажность», «точка росы» и «мостик холода».

Влажность воздуха — количество водяного пара в воздухе

Представьте воду, зимой она лёд, а если лёд убрать, то вода начнет испарятся. Но почему вода, испаряясь, поднимается вверх и исчезает? Всё очень просто, воздух впитал водяной пар и стал немного влажнее. Вы неоднократно слышали про влажность воздуха по прогнозу погоды, а если взять любые продукты, там всегда указано, что хранить рекомендуется при относительной влажности не более 75%, а для хранения книг еще нужно соблюдать и нижний предел влажности, чтобы страницы не ломались.

Воздух, которым мы с вами дышим содержит в себе в основном азот и кислород, но кроме них в нашей атмосфере есть и другие газы среди которых водяной пар. Количество водяного пара в воздухе и есть та самая – влажность воздуха.

Если из воздуха убрать весь водяной пар, то влажность будет 0%. Если воздух максимально насыщен водяным паром, то это будет туман и влажность 100%.

100% влажность – это выпадение росы, что и называется «точка росы».

Благодаря влажности многие окружающие нас предметы могут сохранять эластичность, например, книги или фото, распечатанные на бумаге. Если же уменьшить количество влаги в воздухе, то в этом случае мебель начнет трескаться, наши слизистые будут пересыхать, а страницы книг могут ломаться. А вот если будет переизбыток влаги, то тогда мы будем жить в облаке тумана, где кругом всё будет покрыто плесенью, мебель уже вся растрескалась от того что она разбухла, собственно, как и книги, а все железное будет покрываться ржавчиной.

Получается, что мало влаги плохо, много влаги тоже плохо, нужен какой-то баланс. Так сколько же нужно? Для этого открываем ГОСТ: 30494-2011. Исходя из этого документа, можно сделать вывод, что нормальная влажность воздуха 40-50%.

Сухой воздух – влажность < 30%

Влажный – влажность > 50%

Мокрый – влажность > 60%

Плотность воздуха

Но влажность воздуха очень сильно зависит от температуры, потому что при изменении температуры меняется и плотность. Давайте разберемся, что такое плотность. Из уроков школьной физики мы помним, что при нагревании предметы расширяются, потому что вещество состоит из молекул, а молекулы как живые постоянно двигаются как «маятники». И если вещество нагреть, амплитуда молекул увеличивается, и они как бы толкают друг друга, пространство между молекулами увеличивается, а вещество расширяется. Всё просто, чем плотнее молекулы друг к другу, тем больше плотность, чем они дальше друг от друга, тем ниже плотность. С воздухом ситуация точно такая же, чем меньше плотность, тем больше молекул водяного пара может поместиться в этом воздухе.

При определенной температуре воздуха всегда есть конкретное количество влаги, которое может удерживаться в нём. Например, при +30 градусах, 1 м³ воздуха способен удерживать в себе до 30 грамм влаги – это 100 % влажность. При понижении температуры, воздух сжимается, и вода оттуда выдавливается, потому что пространство между молекулами уменьшается, и вода не может удержаться, образуется «точка росы» и «вода вытекает».

Вы неоднократно встречали ситуацию, когда в тёплый летний денёк прошел под вечер дождик, а потом солнышко зашло и образовался туман, а произошло вот что: тёплый воздух поглотил часть влаги днём, а когда он остыл он сжался и для влаги не осталось места, образовался туман наступила точка росы. Роса, которую мы видим с утра на траве и на цветах, это и есть та самая влага, которая конденсировалась с воздухом.

Относительная и абсолютная влажность

И вот наш 1 м³ воздуха имеет температуру +30 градусов по Цельсию, и предположим, что мы его охладили до — 30 градусов, в этом случае один метр кубический может удерживать в себе всего 0,33 грамма влаги вместо 30 грамм, когда он был тёплый.

Если мы нагреем воздух с минус 30 градусов до минус 20 градусов тогда в 1 м³ воздуха поместится уже 0,88 грамма влаги. Но в 1 м³ до повышения температуры было 0,33 грамма влаги.

Тогда берём 0,33 грамма влаги и к максимально возможному объему при минус 20 градусах 0,88 грамма взятых за 100%, то получается всего 37,5%. Таким образом мы получили относительную влажность одного куба воздуха 37,5 % при температуре минус 20 градусов.

Термин «абсолютная влажность» говорит нам о том «Сколько конкретно водяного пара в граммах находится в 1 м³ воздуха при данной температуре, например, 15,20 или 25 грамм». А термин «относительная влажность» показывает на то, сколько сейчас водяного пара находится в одном кубе воздуха к максимально возможному, то есть к 100% влажности.

Если куб воздуха при температуре 30 градусов, напитать влагой 15 грамм, то есть в половину меньше максимальной (30 грамм), тогда уже относительная влажность этого куба будет составлять 50 %.

В дальнейшем нам пригодится только термин «относительная влажность», потому что именно относительную влажность вы видите в прогнозе погоды, на упаковках продуктов, которые у вас хранятся на кухне или на инструкциях к бытовой электронике, на своих домашних метеостанциях. Именно относительную влажность нужно контролировать для хорошего самочувствия.

Влажность воздуха и наше здоровье

А теперь давайте разберёмся как влажность влияет на наше здоровье. Почему в Краснодарском крае летним жарким днём лучше не выходить на улицу? Почему Питерские минус 20 градусов, холоднее чем Сибирские при минус 20 градусах?

Человек относится к теплокровным существам, и поддерживает температуру своего тела за счет терморегуляции, за счет того, что испаряет воду с поверхности своего тела, при этом воды в человеке достаточно много и соответственно есть окружающий нас мир. Природа стремиться к усреднению. В случае воды, это стремление создать одинаковую концентрацию воды за пределами нашей кожи так и внутри нашего тела, понятно, что этого никогда не случится, но все равно природа будет к этому стремиться. Соответственно сухой воздух, будет как бы вытягивать влагу из нашего тела, а влажный наоборот будет мешать ей испаряться. То есть грубо говоря окружающему воздуху мы можем дать две характеристики — это влажность и температура. Соответственно с помощью комбинаторики у нас получится четыре состояния:

1) Влажный воздух и высокая температура

2) Влажный воздух и низкая температура

3) Сухой воздух и высокая температура

4) Сухой воздух и низкая температура.

Что будет если температура высокая (равная температуре тела человека и выше)?

Если воздух вокруг будет сухой, мы будем хотеть испаряться, чтобы охладиться и нам не было жарко. Если воздух вокруг сухой он будет хорошо принимать воду, которую мы выделяем и соответственно мы будем выделять новую, таким образом охлаждаться и будем чувствовать себя комфортно. Если воздух уже влажный, то мы уже не сможем так хорошо испарять влагу с поверхности тела, потому что воздух уже не сможет её принять и соответственно мы будем постоянно потеть для того чтобы хоть сколько-то охладиться, а воздух эту влагу забирать не будет. Мы потеем снова и снова, в итоге нам становится очень тяжело и с трудом переносим такую жару, плюс проблема состоит в том, что состояние нашей крови будет меняться, так как мы теряем воду кровь становится более вязкой, сердцу тяжелее перекачивать такую кровь и повышается напряжение в сосудах.

Кроме того, из-за того, что кровь стремиться все время охладиться, она поступает от внутренних органов от мышц к поверхности тела, соответственно нам становится сложнее тренироваться и трудиться, в целом люди даже здоровые будут тяжело переносить даже влажную жару, а людям с проблемами сердечно-сосудистой системы вообще может стать плохо. Как итог, когда влажный воздух мы пот выделяем, но при этом не охлаждаемся, пот течёт ручьем и при этом нам все равно плохо, не комфортно и такая жара нам меньше нравится.

Что происходит, когда на улице холодно?

Если при морозе воздух очень сухой, то соответственно он будет стремиться вытягивать влагу из нашего тела, это будет приводить к тому что, во-первых, мы будем охлаждаться, когда нам этого не нужно, так как на улице и так холодно. Влаги у нас много на определенных участках, это органы дыхания, слизистая, глаза, губы. Поверхность начинает трескаться и могут попадать микробы, не говоря о том, что это не приятно и больно, например, трещины на губах.

Если на морозе влажный воздух, то это тоже не комфортно. Дело в том, что у влажного воздуха меняются физические характеристики, изменяется коэффициент теплопередачи и он начинает забирать тепло из нашего тела, то есть мы ощущаем температуру намного холоднее чем она есть на самом деле. Именно поэтому говорят, что в Санкт-Петербурге холод переносится намного хуже, потому что там очень влажно.

В помещении оптимальная влажность 30-60%, соответственно, когда начинается отопительный сезон у нас очень сильно происходит дисбаланс между влажностью внутри помещения и влажностью снаружи.

Если в помещении слишком сухо мы начинаем терять влагу с поверхности слизистых, дыхательных путей, глаз, губ, нам становится неприятно. В трещины могут проникать всякие микроорганизмы, что будет приводить к раздражению в горле или ощущение песка в глазах и сухость, особенно у людей, которые носят линзы. Еще одна проблема сухого помещения — это пыль. При нормальной влажности пыль оседает небольшими «комочками» их проще убирать, и они не особо вредят здоровью. А вот когда слишком сухо, пыль в комочки не собирается, поднимается в воздух от любого движения и при этом оседают на всяких влажных, липких поверхностях, то есть наших глазах, органах дыхания, кожи и могут приводить собственно к разным заболеваниям. Именно по этим причинам так важно поддерживать оптимальную влажность в помещении.

 

Высокая влажность тоже очень опасна, потому что с одной стороны, как мы уже говорили она, будет мешать нашей адекватной терморегуляции, нашему телу будет сложнее поддерживать свою температуру, а с другой стороны во влажной среде очень хорошо размножаются всякие патогенные микроорганизмы, пылевые клещи, грибки, которые тоже могут навредить здоровью, поэтому очень важно поддерживать оптимальную влажность в помещении.

Таким образом наш организм охлаждается за счёт того, что испаряет влагу в воздух. Если влажность воздуха большая, то проблема с охлаждением, на морозном влажном воздухе будет холоднее, потому что у воды большая теплоёмкость, она довольно быстро отбирает от нашего тела тепло, но не стоит думать, что на сухом морозе Вам будет теплее. Потеря температуры — это лишь вопрос времени. Слишком сухой воздух в помещении – ниже способность организма справляться с патогенными организмами – это сухость губ, кожи и глаз. Слишком высокая влажность – это грибки и плесень.

Конвекторы и отопительные приборы не сушат воздух

Теперь давайте разберёмся, как конвектор и любой другой отопительный прибор может высушить воздух (Забегая вперед скажем, что никак).

Представим себе, что на улице по прогнозу погоды сказали, что температура минус 20 и влажность воздуха сегодня 60 %, следовательно, это 0,53 грамма влаги на 1 м³ воздуха, этот воздух попадает к нам в дом и нагревается до +20 градусов. При температуре +20 градусов воздух может вместить в себя 17 грамм влаги на 1 м³ воздуха, а имеет только всего 0,53 грамма или относительную влажность 3%. Вы уже знаете, что воздух считается сухим если его влажность составляет менее 30 %, а в указанном примере всего 3%, то есть наш конвектор или отопительный прибор не высушили воздух, они просто воздух нагрели в котором было мало влаги.

Несомненно, природа старается всё уравновесить и вот эти 3% которые мы сейчас высчитали это цифра нереальная, и поэтому, как только к нам в помещение попадает такой сухой воздух он сразу же пытается восполнить влажность, он начинает вытягивать влагу отовсюду: с одежды, со стен, с книг, с кожи, с нашего дыхания, с чайника, который закипает, с белья которое вы сушите, с ванной которую вы набрали, чтобы расслабиться, везде отовсюду где он найдет влагу, вытянет и восполнит её. И тогда мы получим в городской квартире или в доме относительную влажность примерно 30%.

Поднять влажность выше, конечно же можно, но кратковременно, потому что воздух, которым мы с вами дышим, он постоянно обновляется, например, через вентиляцию или открытые окна с дверями, неплотные стыки окон, стен, крыши и пола.

Конвектор воздух не высушил, а нагрел, это касается не только конвекторов, но также и любого отопительного прибора. В нашем доме или квартире воздух будет сухим, если в нём не испарять влагу, потому что зимний холодный воздух из-за возросшей плотности вмещает мало влаги.

Некоторые люди и вовсе считают, что конвекторы не просто сушат воздух, а выжигают кислород, это особенно касается электрических конвекторов, но это совсем не так.

Кислород выжигают газовые тепловые пушки, это когда в зимний период в помещении тепло, но через пару часов у всех болит голова, потому что в газовой и топливной пушке горит огонь поэтому кислород и выжигается.

То есть зимний нагретый воздух априори сухой, и чтобы комфортно чувствовать себя в помещении, воздух придётся увлажнить.

Если вы заботитесь о своем самочувствии, то скорей всего у вас есть устройство, которое показывает влажность в помещении, это такие бытовые метеостанции или измерители влаги и температуры. Чтобы хоть как-то увлажнить воздух в своем помещении, вы можете смочить большое полотенце и повесить сушиться его на радиатор или просто на сушилку где у вас обычно сушиться бельё. Тем временем можете взять свою метеостанцию или измеритель влажности и наблюдать за изменяющейся влажностью. Но может оказаться так, что необходимо «больше полотенец», для этого существуют увлажнители воздуха.

Увлажнители воздуха бывают: паровые, ультразвуковые и с естественным испарением воды. Для того чтобы увлажнить воздух в вашей квартире или доме, не достаточно приобрести какой попало увлажнитель в первом попавшемся магазине. Вам понадобится один увлажнитель в каждую комнату, который будет установлен в центре комнаты. Каждый увлажнитель должен распылять примерно 250 грамм воды в один час. Но как обычно самым правильным решением будет, обратиться к специалисту, который рассчитает сколько нужно влаги распылить в ваше помещение, чтобы влажность восстановить в норму, но в целом вы можете сами покупать по одному увлажнителю в одну комнату. Купили увлажнитель, купили измеритель влаги и через несколько часов посмотрели какая влажность у вас в комнате, если влажность достаточная, проверьте в другой комнате, если и там оказалось достаточная влажность, тогда одного увлажнителя вам достаточно, если в другой комнате будет мало влажности тогда перенесите увлажнитель или приобретите еще один увлажнитель.

С увлажнением мы разобрались, а теперь давайте обсудим вопрос, когда воздух необходимо высушить.

Бывают такие ситуации, что воздух слишком влажный, в этом случае если мы не будем его осушать, всё покроется (порастёт) плесенью и дышать будет не комфортно.

Осушители и кондиционеры

Мы знаем, что конвектор и другие отопительные приборы созданы для того чтобы нагревать воздух, а вот чтобы сушить, есть специальные приборы – осушители воздуха. Вы уже знаете, что для того чтобы влагу из воздуха извлечь, то воздух нужно охладить до точки росы. Многие из вас встречали ситуацию, когда на трубах холодного водоснабжения кругом капельки воды, они везде: на бачке унитаза, на счетчиках, на коллекторе, на трубах. Это когда воздух вокруг труб настолько охлаждается, что имевшаяся в нём влага больше не может витать в воздухе, воздух «сжался», выдавил воду и эта вода осела в виде капелек росы, по такому принципу работают кондиционеры и осушители. Если в жаркий летний день вы будете стоять на своем автомобиле с включенным кондиционером, то спустя время заметите, что под машиной образуется лужа. Точно такая же лужа может оказаться у вас на голове, если вы будете стоять под кондиционером, который установлен на фасаде здания.

Принцип работы кондиционера

В автомобилях и в зданиях они работают одинаково. В кондиционере есть два радиатора, компрессор, два вентилятора и расширительный клапан, внутри системы хладагент, насос качает по системе хладагент в радиатор кондиционера, который находится за радиаторной решёткой автомобиля, там же работает вентилятор, охлаждая сжатый компрессором хладагент, потом эта жидкость поступает в расширительный клапан, где резко понижается давление и хладагент становится газообразным и сильно холодным этот холодный газ идёт во второй радиатор, который находится уже в салоне автомобиля, а там второй вентилятор, который тянет уличный тёплый воздух через радиатор, остужает его и разгоняет по салону.

Вроде бы всё просто, только пока не понятно откуда там появляется вода? Предположим, что уличный воздух 28 градусов с влажностью 65%, то получаем что в кубе воздуха мы имеем 17,5 грамм воды, но мы же воздух охлаждаем. Допустим кондиционер охладил воздух до температуры 18 градусов, «сжали воздух» и из него вытекла вода. Постепенно вода будет конденсироваться, скапливаться и стекать в специальный поддон, после чего через дренажный канал будет выводиться на улицу. Именно эту лужицу мы видим под автомобилем или возле домов, где включен кондиционер.

В бытовых кондиционерах принцип точно такой же: один блок с радиатором, который рассеивает тепло устанавливают на улице, второй модуль в доме, аналогично, как и в салоне автомобиля. Если вы не позаботитесь, чтобы конденсат отводить в общую канализацию, то кондиционерщики выводят дренаж на улицу.

Кондиционер понижает температуру воздуха в следствии чего, на стенах радиатора наступает точка росы, выпадает конденсат, то есть он конденсирует влагу из воздуха, получается он сушит воздух.

Бывает, во время дождя вы садитесь в автомобиль и моментально все стекла затягивает влагой, но после включения кондиционера стекла отходят и отпотевают — кондиционер высушил воздух.

Осушитель работает точно также, как и кондиционер, за одним лишь исключением, ему не нужно охлаждать воздух, поэтому в осушителе установлен один вентилятор в одном корпусе, который прогоняет воздух через два радиатора сразу, такой же насос гоняет хладагент и клапан понижения давления, это кондиционер в другую сторону. Остывший хладагент прогоняется через радиатор, где влажный воздух охлаждается, копится конденсат по тому же принципу, как и в кондиционерах и собирается в специальную ёмкость или дренаж, далее этот же остывший воздух нагревается через второй радиатор, который у автомобиля находится спереди. В итоге в осушителе охладили воздух, сняли с него влагу и снова нагрели.

Так вот, конденсат на трубах, это тот же конденсат, который образуется на испарителе осушителя. Но если осушитель можно просто выключить, то в случае с трубами холодной воды, мы получаем не очень приятную ситуацию. Предположим, что температура воды в трубах 7 градусов, а температура летнего воздуха, который у нас в квартире или в доме +30 градусов и влажность 60%, в такой комбинации мы получаем 18 грамм влаги на 1 м³ воздуха. Воздух перемещается в помещении, пока он не соприкасается с трубой, которая имеет температуру 7 градусов, воздух возле трубы сжимается и выпадает конденсат. А если мы приняли душ, мы готовим еду, постирали бельё и сушим бельё дома, то наш воздух становится еще более влажным, поэтому еще более влажный воздух более охотно конденсируется возле холодных предметов.

Что делать чтобы не было конденсата на трубах?

1) Понизить влажность используя осушители.

2) Улучшить вентиляцию, чтобы воздух обновлялся настолько быстро, чтобы влага не успевала конденсироваться на трубах, а та влага, которая образуется возле трубы, она уносилась в вентиляцию

3) Изолировать трубы и фитинги, чтобы у них не было контактов с воздухом.

Точка росы в строительстве, мостик холода, плесень на стенах и конденсат на окнах

Во всех случаях мы получаем конденсацию влаги из воздуха, на самой холодной поверхности от общего объема воздуха. Точка росы на стенах — это когда теплопроводность самой стены, материала стены гораздо выше чем того требуют условия, также это называют «мостик холода». Задача строителей рассчитать стену и утеплить ее таким образом, чтобы точка росы оказалась примерно в средине стены, там, где нет доступа воздуха, чтобы влаги не было от куда браться.

Мостик холода — это наиболее холодная часть, например, стены. Предположим, что у нас есть какой-то материал, который обладает большей теплопроводностью, чем вся стена. Например, у нас есть стена из газобетона, а сквозь него мы проложили металлическую арматуру, по арматуре холод поступает в помещение и образовывается конденсат на поверхности арматуры торчащей внутри помещения.

Чтобы избежать замерзания трубопроводов необходимо их прокладывать таким образом, чтобы трубы нигде не касались мостика холода. Потенциально мостики холода, это фундамент, углы и примыкания зданий.

Конденсат на окнах образуется по тем же условиям и причинам, потому что окно слишком холодное, то есть окно имеет такую температуру, что воздух, который касается этого окна охлаждается до точки росы. Если влага копится на откосах окон, то это скорей всего вопросы к строителям, здесь придется все разбирать и переделывать вокруг окон и переделывать откосы.

Если же влага копится на самом стекле, то вот несколько вариантов решения:

1) Измерьте уровень влажности в вашем помещении, если влажность воздуха больше 60%, то вам необходимо осушить воздух

2) Осушите воздух, если влажность более 60 %. Если осушителя нет, то чаще проветривайте помещение.

3) Чаще проветривайте помещение

4) Проверьте вентиляцию в вашем доме

Если с влажностью всё в порядке (например, 50%) то:

1)  Установите радиатор под окном. Если радиатор установлен, и он закрыт большим подоконником, то установите решётку, через которую тепло будет проходить вверх

2) Установите трёхкамерные стеклопакеты, где будет больше воздушная прослойка. Если установлено двухкамерное и переустановить стеклопакеты нет возможности, наклейте прозрачное полимерное стекло на ваше окно и таким образом получить дополнительную третью камеру (воздушную прослойку). И точка росы останется среди воздушной прослойки окна и конденсат не сможет образоваться.

Заключение для правильной влажности в доме:

Нужно поддерживать влажность в доме в диапазоне 40-50 %. В зимнем морозном воздухе влаги всегда мало, поэтому если на улице у нас минус 20 градусов, а дома +20 градусов, то такой воздух придётся увлажнять. Конвектор воздух не сушит, а нагревает. Воздух сушит кондиционер и осушитель, потому что принцип работы их примерно одинаков. Увлажнитель пригодится чтобы увлажнить слишком сухой воздух, чтобы понять какой у вас воздух купите измеритель влажности. Конденсат на трубах убирается понижением влажности воздуха, увеличением циркуляции воздуха, то есть вентиляцию нужно сделать лучше, изоляция труб и повышением температуры воды до комнатной температуры. Чтобы убрать конденсат на окнах, нужны более теплоёмкие стеклопакеты либо дополнительный полимерный слой у вас на окне. Конденсат на стенах или на откосах это мостики холода (в этом случае вопросы к вашим строителям).