Влажность воздуха — одна из главных составляющих здорового микроклимата в квартире и доме. Именно она во многом определяет наше самочувствие. Нередко длительное нарушение температурно-влажностного режима становится причиной проблем со здоровьем, которые могут принимать даже хроническую форму. Чтобы этого избежать, нужно понимать, что такое влажность воздуха, как именно она влияет на организм человека и какие есть способы управления влажностью. Давайте разберёмся.
Влажность абсолютная и относительная
Два основных параметра атмосферного воздуха — это его газовый состав (про него мы подробно рассказали в статье о проветривании) и влажность. Влажность — это показатель концентрации водяного пара в воздухе.
Её можно измерить двумя способами. Первый — самый очевидный: нужно сказать, сколько конкретно газообразной воды (то есть пара) содержит интересующий нас объём воздуха. Например: «в воздухе этой комнаты содержится 260 г воды» или «1 м3 воздуха в этой квартире содержит 7 г воды». Это будет абсолютная влажность — точные и понятные цифры. Однако, как мы скоро увидим, они не имеют практической ценности.
Другой показатель, который нам обычно сообщают в метеосводках — относительная влажность в процентах. Она показывает, сколько воды содержит воздух по отношению к максимально возможному количеству.
Дело в том, что ограниченный объём воздуха не может содержать бесконечно много водяного пара. Ведь пар — это тоже газ, как и другие компоненты воздуха (кислород, азот и пр.). Молекулы разных газов постоянно движутся и сталкиваются между собой, создавая тем самым определённое давление. В сложной газовой смеси, такой как воздух, это давление равно сумме т. н. парциальных давлений, т. е. давлений, создаваемых каждым газом смеси по отдельности. Если количество пара в ограниченном объёме пространства растёт, то растёт и его парциальное давление. Но если при этом в окружающем пространстве парциальное давление ниже — то «лишний» пар уходит туда и равновесие восстанавливается. Хороший пример — чайник. Когда он кипит, пар не зависает над носиком и не накапливается в ограниченном пространстве, а распределяется по всему дому и мы перестаём его видеть.
Если в каком-то объёме воздуха содержится максимальное количество газообразной воды, которое он способен вместить, то мы имеем 100 % относительную влажность. Такое иногда встречается, например, в сезон дождей в тропических джунглях, или когда вы принимаете душ в закрытой ванной: влаги в воздухе так много, что её излишки выпадают в виде конденсата на стенах и зеркалах. Но чаще всего воды в воздухе меньше, чем он способен принять, поэтому в метеосводках нам называют другие цифры.
От чего зависит влажность воздуха?
Самый очевидный ответ — от наличия источников воды, которые её испаряют, насыщая воздух влагой. Поэтому при прочих равных условиях влажность на берегу океана выше, чем в пустыне.
Однако способность жидкой воды испаряться определяется способностью воздуха эти испарения поглощать: система «вода-воздух» всегда стремится к равновесию. Эта способность, в свою очередь, зависит от температуры. Чем она выше — тем больше газообразной воды может принять в себя воздух. Например, при +10 °C — максимум 9,4 г/ м3, при +20 °C — 17,3 г/м3, а при +30 °C — 30,4 г/м3. Эти цифры — абсолютная влажность воздуха при 100 % относительной влажности для разных температур.
На что влияет влажность воздуха?
При относительной влажности ниже 100 % жидкая вода в любом виде будет постоянно испаряться. Это нетрудно заметить. Например, если вы разлили воду и не вытерли её, то лужица будет уменьшаться и постепенно исчезнет. Вы не раз наблюдали, как вода испаряется из любой незакрытой ёмкости — из стаканов и кастрюль, из цветочных поддонов и леек, из аквариумов и т. д. При этом интенсивность испарения зависит от температурно-влажностного режима — сочетания относительной влажности и температуры воздуха. При более высокой температуре воздуху для насыщения паром нужно больше воды.
Например, используя приведённые выше цифры нетрудно посчитать, что при +20 °C и влажности 45 % в воздухе комнаты площадью 15 м2 с потолками высотой 2,5 м будет примерно 292 г воды в виде пара:
0,45 • 17,3 г/м3 • (15 м2 • 2,5 м) = 291,94 г
Если в этой комнате плотно закрыть дверь и поднять температуру до +30 °C, то воды в воздухе так и останется 292 г, но относительная влажность упадёт до 25–26 %:
(291,94 г : 37,5 м3) : 30,4 г/м3 = 0,256
Интенсивность испарения при этом увеличится. При +20 °C и влажности 45 % воздуху комнаты для полного насыщения нужно было поглотить 357 г воды:
17,3 г/м3 • (1 — 0,45) • 37,5 м3 = 356,8 г
При +30 °C и влажности 25 % — уже 855 г:
30,4 г/м3 • (1 — 0,25) • 37,5 м3 = 855 г
Относительная влажность и здоровье
Вода испаряется не только из луж, стаканов и аквариумов, но и с поверхности любых влажных предметов: белья на сушке, земли в цветочных горшках и пр. В результате испарения «заветриваются» продукты, которые вы забыли завернуть, сморщиваются овощи и фрукты, сохнут и опадают листья комнатных растений.
Наш организм тоже постоянно теряет воду, испаряя её с поверхности кожи и слизистых оболочек. Именно поэтому при низкой влажности сохнет кожа, першит горло, возникает жажда. Интенсивная потеря воды вызывает повышенную утомляемость, сонливость, головные боли, ведёт к нарушению обмена веществ и сердечного ритма, снижению местного иммунитета и развитию респираторных заболеваний. Опасность таких осложнений тем больше, чем выше интенсивность испарения, а она, как мы уже выяснили, определяется сочетанием относительной влажности и температуры.
Особенно критично это становится зимой. В период отопительного сезона температура в домах растёт, а влажность падает. Происходит это потому, что воздух в помещения попадает с холодной улицы, где даже при нормальной относительной влажности абсолютное содержание воды в воздухе очень мало. В доме уличный воздух нагревается, но источников воды с большой площадью испарения для его насыщения влагой здесь нет. В результате относительная влажность резко падает, а интенсивность испарения растёт.
Допустим, что на улице −15 °C и влажность 60 %. Из психометрических таблиц можно узнать, что при таких условиях воды в воздухе содержится примерно 1 г/м3. Этот воздух попадает в вашу старательно натопленную коммунальщиками квартиру с температурой +27 °C, и его относительная влажность резко падает до 5 %. Конечно, на практике всё не так катастрофично, потому что нагрев происходит постепенно, а в доме всегда есть какая-то вода. Однако её далеко не океан, поэтому получить влажность порядка 20–25 % — вполне реально.
Норма влажности воздуха в квартире
Наиболее комфортной для человека принято считать относительную влажность воздуха в пределах 40–60 %. Однако это идеальные параметры, на практике же приемлемый диапазон шире. Согласно требованиям межгосударственного стандарта ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях», для городских квартир он должен укладываться в пределы 30–60 % в тёплое время года и 30–45 % в период отопительного сезона.
Переувлажнение также не является благом. Сырость провоцирует размножение пылевых клещей и появление плесени, которые вызывают аллергические реакции и болезни дыхания. У астматиков могут участиться приступы. Кроме того, чересчур влажный воздух способен испортить отделку и мебель.
Как измерить влажность воздуха
Для этого используют специальные приборы — гигрометры. Сейчас они есть в составе практически всех домашних метеостанций. К сожалению, недорогие электронные девайсы измеряют влажность недостаточно точно: погрешность достигает ±10 %. Если вас это устраивает — можно ограничиться таким решением.
Более точное устройство, доступное домашнему потребителю — психрометрический гигрометр. Он представляет собой комбинацию двух спиртовых термометров, один из которых оборудован устройством увлажнения. Влажность воздуха вычисляют по специальной таблице, исходя из разности температур сухого и смоченного термометров. Это не очень удобно, однако даёт более точный результат (особенно если приобрести гигрометр с сертификатом о поверке).
Впрочем, существуют и электронные устройства высокой точности (в том числе с поверкой), но их стоимость раз в 10–20 выше.
Как регулировать влажность воздуха
Самое главное — нормализовать температурный режим. Это нужно сделать в первую очередь: до того, как прибегать к помощи увлажнителей или каких-то других устройств, изменяющих параметры воздуха. В противном случае вы не сможете добиться их постоянства, поскольку из-за постоянных колебаний температуры относительная влажность тоже будет всё время меняться.
Лучшее и наиболее доступное средство для контроля температуры в помещении — автоматический радиаторный терморегулятор. Его устанавливают на клапан, расположенный на верхней трубе, по которой теплоноситель поступает в батарею. С помощью настроечной рукоятки пользователь выбирает наиболее комфортную для себя температуру, а устройство автоматически поддерживает её.
Что касается выбора температуры, то это зависит от предпочтений пользователя. Упомянутый выше ГОСТ 30494-2011 регламентирует в качестве оптимальной для жилых помещений зимой температуру +20–22 °C. Однако есть мнение, что на время ночного сна её лучше снижать ещё на пару градусов. Важно отметить, что терморегуляторы позволяют поддерживать в каждой комнате индивидуальный температурный режим. Не стоит забывать и о том, что с ними вы примерно на 30–40 % снизите потребление тепла, а значит сэкономите на отоплении.
Дополнительные удобства дают электронные радиаторные терморегуляторы, например Ridan SmartHeat. Помимо более высокой чувствительности (доли градуса) и моментальной реакции на изменение температуры он отличается целым набором интеллектуальных опций.
Например, возможностью программировать температуру по времени суток и дням недели, чтобы каждый раз не крутить ручку. Ещё одна полезная функция — режим проветривания. Когда вы открываете форточку, прибор распознаёт это действие по резкому снижению температуры и «выключает» батарею на время проветривания, чтобы не затрачивать лишнюю тепловую энергию без необходимости.
Управлять электронными гаджетами можно с помощью мобильного приложения, а Ridan SmartHeat можно даже познакомить с Яндекс.Алисой и научить понимать голосовые команды.
Если влажность всё равно недостаточна, то в дополнение к терморегуляторам следует использовать увлажнитель или мойку воздуха. Впрочем, иногда требуется обратное, и тогда имеет смысл обзавестись осушителем.