Биржевые курсы
00.00
00.00

Особенности измерения относительной влажности в зимний период

Актуальность выбранной темы связана с тем, что очень часто в зимний период у пользователей возникают проблемы, связанные с резким снижением влажности воздуха в помещениях. Зимой на большей территории нашей страны температура на улице снижается до −10…-20°С, а относительная влажность может достигать 80…90%. В то же время термогигрометры, находящиеся внутри зданий при температуре +10…+25°С, показывают 5…10%. С чем же связаны эти различия?! 
Влажный холодный воздух, попадая с улицы в помещение, нагревается, при этом расширяясь. В то же время относительная влажность воздуха уменьшается. Абсолютная влажность воздуха при этом остается практически неизменной. В результате этой постоянной циркуляции относительная влажность в помещении зимой очень низкая. Причем, чем ниже температура на улице, тем суше воздух в помещении.

Рассмотрим пример пересчета относительной влажности воздуха в зимний период на улице и в отапливаемом помещении. Воспользуемся для этого калькулятором, представленным на нашем сайте www.eksis.ru.

1. В области исходных условий задаем параметры, соответствующие зимнему периоду. Например:

- температура: −15°С;

- относительная влажность воздуха: 75%;

- давление, предположи: 1 атм.

2. В области заданий условий пересчета введем параметры воздуха, соответствующие отапливаемому помещению. Например:

- температура: +25°С;

- давление: 1 атм.

В столбце получаемых результатов пересчета мы видим, что относительная влажность воздуха в отапливаемом помещении будет соответствовать 4,53%. Также можем видеть результаты пересчета других параметров.

Влажность 4, 53% неприемлема для помещений, в которых работают люди или хранятся какие-либо предметы, продукты и т. п. Поэтому для поддержания необходимого уровня влажности часто устанавливают системы принудительного увлажнения воздуха, которые,к сожалению, не всегда эффективны. Определим, какое количество влаги необходимо испарить в помещении с температурой 20°С при температуре воздуха на улице −15°С и относительной влажности 75%, чтобы поддерживать в нем относительную влажность на уровне 55% при кратности воздухообмена 4 (промышленное помещение с приточно-вытяжной вентиляцией). Габариты помещения 4х6х2,5 м. В качестве примера рассчитывается влажность в помещении для хранения бумажных документов (температура воздуха должна равняться 18±2°С, относительная влажность — 55±5%).

1. При помощи калькулятора определяем, что в 1 м3 воздуха при температуре −15°С и относительной влажности 75% содержится 1,2 г воды (на улице).

2. При помощи калькулятора определяем, что в 1 м3 воздуха при температуре +18°С и относительной влажности 55% содержится 8,5 г воды (в помещении).

3. Найдем количество влаги, которое необходимо добавить в 1 м3 воздуха, на улице нагретого до +18° C, чтобы его относительная влажность равнялась 55%:

M = A (55%) — A (75%) = 8,5 – 1,2 = 7,3 г.

4. Найдем объем помещения:

V = 4 x 6 x 2,5 = 60 м3

5. Определим общее количество влаги М:

М = мV = 7,3 х 60 = 438 г.

6. Определим количество влаги, которое необходимо испарить в помещении за час при кратности воздухообмена равном 4:

М4 = М х 4 = 438 х 4 = 1752 г.

В сутки количество влаги должно составлять 24 х 1752 = 42 048 г.

Таким образом, для поддержания в помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией относительной влажности 50% в зимний период, необходимо испарять в сутки около 42 литров воды!

Обращаем Ваше внимание, что при проведении расчетов не учитывается тот факт, что различные материалы (книги и другие изделия из бумаги, деревянная мебель и многое другое), находящиеся в помещении, поглощают значительное количество влаги из воздуха.

Летом, когда разница между температурой на улице и в помещении обычно не очень велика, влажность в помещении может быть достаточно высокой. Однако при этом также необходимо учитывать разность температур между улицей и помещением. Часто может наблюдаться ситуация, когда помещение с солнечной стороны прогревается до +30 градусов и выше, а на улице температура +17…+18°С, или противоположная ситуация, когда на улице на солнце температура может достигать +35°С, а в полуподвальном помещении прохладно (те же +18°С) и при этом, естественно, более влажно, чем на улице.

Следует также помнить, что любой прибор (и в том числе ИВТМ-7) измеряет влажность непосредственно в месте расположения измерительного зонда. В то же время, даже в небольшом по размерам помещении влажность в различных точках может существенно отличаться (до 20 — 30%). Это происходит из-за уже упомянутых локальных источников влаги (или её поглотителей) и существованияслабых конвекционных потоков (сквозняки и т. п.).

Сравним данные, полученные расчетным путем, с показаниями термогигрометров серии ИВТМ-7 за период с 01.12.2008 по 31.01.2009г.

1. Место проведения измерений: офис ЗАО «ЭКСИС» и территория, прилегающая к зданию ОАО «Технопарк-Зеленоград».

2. Регистрируемые параметры:

— относительная влажность (%);

— температура (°С).

3. Используемые контрольно-измерительные приборы:

Сетевой восьмиканальный термогигрометр ИВТМ-7/8РМК-16А производит измерения температуры и относительной влажности воздухав офисе и на улице.

Использование стационарного прибора позволяет проводить измерения в удаленных местах (до 1000 метров) без ухудшения метрологических характеристик. Результаты измерений выводятся на индикаторе измерительного блока прибора, который располагается на пункте контроля.

Регистрация данных производится в автоматическом режиме с помощью программы NCServer.

Для измерения параметров микроклимата в производственных помещениях и офисе используются преобразователи ИПВТ-03-01 («минимикрофон»).

Для измерения параметров микроклимата на улице используется преобразователь ИПВТ-03-14 (класс защиты IP54).

Размещая преобразователь на улице, наши специалисты позаботились о его защите от влияния прямых солнечных лучей, осадков и других неблагоприятных факторов, влияющих на чувствительный элемент. Преобразователь помещен  в специальный защитный экран.

Приборы серии ИВТМ-7 внесены в Государственный реестр средств измерений РФ под № 15500-12 и проходят периодическую ежегодную поверку.

4.  Запись параметров микроклимата производится непрерывно с 2008 года.

5.  Принцип действия термогигрометров серии ИВТМ-7.

Измерение относительной влажности производится с помощью сорбционно-емкостного сенсора. Принцип работы чувствительного элемента относительной влажности основан на зависимости диэлектрической проницаемости влагочувствительного слоя от влажности окружающей среды. В качестве влагочувствительного слоя использован полимерный материал. Для измерения температуры используется платиновый термометр сопротивления, выполненный по пленочной технологии. Кроме основной функции – измерения температуры, платиновый термометр задействован в системе компенсации изменений показаний влажности при различных температурах.

Чувствительные элементы относительной влажности и температуры установлены на конце зонда и закрыты металлическим или фторопластовым колпачком, обеспечивающим защиту их от механических повреждений и свободный доступ анализируемой среды.

6.  Результаты измерений и их интерпретация.

На графике 1 представлены результаты изменений относительной влажности и температуры на улице рядом со зданием ОАО “Технопарк-Зеленоград” в зимний период (декабрь- январь).

График 1

Как мы видим, на графике 1 относительная влажность воздуха на улице в декабре-январе колебалась в диапазоне от 80 до 100% (с несколькими минимальными значениями до 60%), а температура – от −20 до +10°С.

Используя программу пересчета влажности, рассчитаем значения относительной влажности и температуры в помещении.

В области исходных условий задаем средние значения параметров за указанный период:

- температура: — 5°С;

- относительная влажность воздуха: 95%;

- давление, предположим: 1 атм.

В области заданий условий пересчета введем параметры воздуха, соответствующие отапливаемому помещению:

- температура: +25°С;

- давление: 1 атм.

В столбце получаемых результатов пересчета мы видим, что относительная влажность воздуха в отапливаемом помещении будет соответствовать 12,64%. Также можем видеть результаты пересчета других параметров.

Сравним полученные данные с результатами изменений относительной влажности и температуры прибором ИВТМ-7/8Р-МК-16А в помещении ЗАО «ЭКСИС» в зимний период (декабрь-январь).

График 2

На графике 2 влажность воздуха в офисе менялась в диапазоне от 10 до 32% с несколькими максимальными пиками, которые связаны с проведением влажной уборки в помещениях.

Период зимних каникул с 1 по 11 января характеризуется снижением температуры в офисе с +28/+30 до +18°С, а влажности с 16 до 11%.

Средние значения параметров за два месяца:

Относительная влажность: 21,3%

Температура: 24,9°С

Вывод: как мы видим, фактические значения относительной влажности превышают рассчитанные при помощи специализированной программы. Это можно объяснить наличием в помещениях зеленых растений, которые регулярно поливаются; существенным количеством сотрудников, выдыхающих влажный воздух; еженедельным проведением влажной уборки и рядом других факторов.Но в целом, значения относительной влажности 21,3% не соответствуют значениям, указанным в нормативных документах:

1. СанПиН 2.2.4.548–96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

2. ГОСТ. ССБТ. 12.1.005–88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

Таблица 1. Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в жилых, общественных, административных помещениях.


  Показатели
Период года
  теплый  холодный и переходный  
  Температура, °С  23—25  20—22
  Относительная влажность, %  60—30  45—30
  Скорость движения воздуха, м/с    Не более 0,25    Не более 0,1—0,15

Для оптимизации рабочих условий в помещениях желательно установить системы принудительного увлажнения.