О влажности воздуха дома

Submitted by bogdan on Tue, 02/06/2018 - 12:30

В эту зиму я как-то особенно страдаю от сухого воздуха дома. Обложился увлажнителями, обзавёлся отличными датчиками влажности и температуры и всё равно всё плохо. Попутно выяснил, что тема сухого воздуха дома как-то предельно обрасла мифами из-за безграмотных журналистов и даже неглупые люди очень плохо представляют себе, в чём вообще дело. Постараюсь описать всё предельно кратко и ясно. А в конце статьи - немного более подробной информации, которую вполне можно и не читать.

Почему зимой воздух в квартире сухой?

Причина сухого воздуха в квартире зимой - очень простая. Дома температура воздуха +20°С. По справочнику, максимальное содержание воды в таком воздухе - 17,3 г/м3. На улице температура воздуха -20°С. Максимальное содержание воды в таком воздухе 1,1 г/м3.

Для простоты предположим, что уличный воздух имеет относительную влажность - 100%, а значит его абсолютная влажность - 1,1 г/м3. Попадая в квартиру - он нагревается и его абсолютная влагоёмкость вырастает. Я знаю, что каждая формула в статье снижает количество читателей вдвое, поэтому никаких формул. Обойдёмся пропорцией.

$$\frac{100\%}{17,3} = \frac{x\%}{1,1}$$

Откуда x = 6,4%.

То есть, в наших условиях относительная влажность воздуха при нагреве снижается со 100% до 6,4% только из-за того, что воздух нагрелся. Фактическая влажность воздуха дома без дополнительных мер у меня дома - 16%. Разница между 6 и 16% это, очевидно испарение в кухне, ванне, туалете.

То есть низкая влажность возуха зимой в квартире - это норма. Это расплата за жизнь в тёплой квартире.

Какой дложна быть влажность воздуха?

Российские санитарные нормы и правила 2.1.2.1002-00 "Проектирование, строительство и эксплуатация жилых зданий, предприятий коммунально-бытового обслуживания, учреждений образования, культуры, отдыха, спорта. Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям." содержат требования к микроклимату жилвых комнат. Оптимальная температура для северных регионов - 21-23°С. Для всех остальных - 20-22°С. При этом оптимальная относительная влажность - 30-45%, а допустимая - 60%. Т.е. влажность ниже 30% считается уже недопустимой.

Рекомендации всемирной организации здравоохранения из "Рекомендаций ВОЗ для качества воздуха в помещениях" чуть более мягкие. Рекомендованная влажность воздуха - между 30 и 50%, но оптимальный уровень - 45%. Правда в рекомендациях явно больше рассматриваются проблемы высокой влажности. Им не понять наших северных проблем.

В любом случае, относительная влажность воздуха в районе 20% в типичной квартире зимой - это слишком мало. Она недопустимая и с точки зрения ВОЗ и согласно российских санитарных правил.

Какова настоящая эффективность увлажнителей воздуха?

Самые популярные увлажнители воздуха - ультразвуковые. Другие здесь даже рассматривать не будем. Подробнее про разные виды увлажнителей можно прочитать на Гиктаймс. Типичная производительность хорошего ультрозвукового увлажнителя воздуха - 400 грамм воды в час. При этом производители гордо заявляют, что этого достаточно для увлаженния 50 квадратных метров. То есть, дотаточно одного увлажнителя на обычную двухкомнатную квартиру. И это, теоретически, правда. Я покажу это ниже. Чтобы не возиться с расчётами - посчитаем все данные в онлайн-калькуляторе. Расчёты простые, просто подставляй данные и всё. Поэтому вы легко можете повторить их для своих условий. В комнате 23 градуса тепла, относительная влжаность - 16%. Абсолютная влажность для этих условий - 3,3 грамма воды в кубическом метре воздуха.

Мы хотим оптимальную влажность - 45% при той же температуре. Это соответствует 9,3 грамма воды в кубическом метре воздуха. Значит, нам нужно добавить в каждый кубометр воздуха 6 граммов воды. В кварире площадью 50 квадратных метров (как в паспорте увлажнителя) и с высотой потолков 2,4 метра объём воздуха составит 120 кубических метров. Поверьте на слово, вычитать объём мебели из этого объёма не стоит. Большая часть внутреннего объёма мебели и вещей, которые стоят в мебели - тот же воздух. Значит нам нужно испарить $6 \times 120 = 720$ грамм воды, чтобы поднять влажность. Вроде бы, за 2 часа типичный увлажнитель должен поднять влажность воздуха до оптимальной. Но это если квартира герметично запечатана. Жить в такой квартире нельзя. Поэтому каждое жильё имеет кратность воздухообмена. Этот показатель показывает, сколько раз в час воздух в помещении полностью обновляется наружным воздухом. Как-то измерить кратность воздухообмена очень сложно. Но рекомендованная кратность составляет 0,35 ч. Т.е. воздух в квартире полностью обновляется примерно каждые три часа. В итоге, за 2 часа увлижнитель насыщает воздух паром и за три часа весь воздух полностью сменяется свежим и сухим воздухом с улицы.

Фактически, это всем известная задача про две трубы, в одну из которых вода в бассеин затекает, а из другой - вытекает и нужно посчитать время заполнения бассеина. Мне лень пытаться решить эту задачу аналитически, т.е. при помощи формул. Я просто провёл численное моделирование в Excel. Вы можете сохранить этот файл с расчётом себе и пересчитать всё для своих условий. Звучит сложно, но на самом деле - это просто и легко проверить при минимальном уровне владения Excel. Численное моделирование показывает, что при температуре 21 С, площади квартиры 50 квадратных метров, высоте потолков 2,4 м, при исправном увлажнителе, температуре воздуха на улице минус 20 С и относительной влажности 70% через сутки работы влажность едва поднимется до желаемых 40% и будет дальше удерживаться на этом уровне. Т.е. в идеальных условиях расчётной производительности увлажнителя хватает на площадь, указанную в паспорте.

Если взять производительность увлажнителя 300 г/час - влажность падает до 30%. Рассматривать увлажнители производительностью 100 г/час даже не стоит. Даже в идеальных условиях они не поднимают влажность выше 15%. Производители увлажнителей считать тоже умеют и заявляют увлажнение площади в 50 квадратных метров при производительности 400 гр/час и 38 квадратных метров при производительности 300 гр/час. То есть, согласно расчётной модели они едва способны справиться с увлажнением квартиры, даже когда температура воздуха ниже оптимальной.

Фактическая влажность всегда ещё куда ниже теоретической. Это легко измерить. Про измерение влажности воздуха я напишу отдельно. В своей квартире я влажность измерял обычной метеостанцией и выводы следующие. Если на увлажнителе есть свой датчик влажности - он врёт всегда. Т.к. меряет влажность, грубо говоря, под струёй пара, которую сам же на месте и производит, а метеостанция в паре метров показывает существенно меньшую реальную влажность. Теоретических 40% влажности от увлажнителя можно получить, только если закрыть двери в комнате, где он работает. Влагу впитывает мебель, обои и постель. Причины того, что реальная влажность куда ниже теоретической, следующие:

- Обеспечить работу увлажнителя круглые сутки - проблематично, нужно вовремя доливать воды и вовремя обслуживать. Можно вставить в числовую модель отсутствие работы увлажнителя и увидеть, что даже несколько часов, когда он выключен приводят к быстрому падению влажности воздуха, а восстанавливается она часами.

- В реальной жизни кратность воздухообмена при нормально работающей вентиляции может быть выше, чем 0,35 в час. Можно попробовать подчтавить разные значения в численное моделирование, даже небольшое увеличение кратности воздухообмена сильно уменьшает влажность воздуха.

- Ручка регулятора мощности не всегда вывернута на максимум.

- Начальная производительность увлажнителя обычно бывает ниже паспортной. Производители пишут производительность ультразвуковой мембраны, распыляющей воду. А часть воды задерживается выпускным трактом увлажнителя. Измерить реальный расход - просто. Нужно поставить установку на весы и часа через три работы с большой точностью можно будет знать, сколько он реально расходует.

- Даже при соответствующей паспорту начальной производительности увлажнителя, что заявленный расход воды увлажнители выдерживают недолго. Обычно в паспорте заявлено, что нужно использовать дистилированную воду. Если брать её в автомагазинах - час работы увлажнителя обходится в 8 рублей. Можно заливать воду из установки очистки воды обратным осмосом, но у меня такой нет. В итоге, мембрана довольно быстро обрастает известью, от чего её производительность падает. Дополнительно работу могут ухудшить водоросли и бактерии, которые могут развестись в увлажнителе. Но это уже вопрос гигиены - нужно его промывать и использовать безвредные биоциды, вроде перекиси водорода. За сезон производительность может снизиться на треть, так что при регулярном использовании к концу зимы увлажнитель не даёт нужной влажности даже теоретически.

- Температура воздуха в доме часто выше 21°С. Каждый лишний градус комнатной температуры "крадёт" сразу несколько процентов влажности из-за близкой к параболической зависимости влагоёмкости воздуха от температуры.

Если рассчитать влажность для температуры воздуха в комнате - 25°С, производительностью увлажнителя 320 г/час, а прочие условия равны предыдущим - влажность в квартире снижается сразу до 25% при работающем увлажнителе. Если дополнительно повысить кратность воздухообмена, как если бы была открыта форточка на кухне - влажность падает до 20% при работающем увлажнителе. Легко проверить "поиграв" числами в расчётной модели. И это максимальная теоретическая влажность. Реальная будет ещё ниже по перечисленным выше причинам.

Всё, что можно сделать - это использовать воду, максимально очищенную от солей дистилляцией или обратным осмосом. Выбирать увлажнители с встроенным ионообменным фильтром. Регулярно очищать мембрану увлажнителя от отложений солей заливкой раствора лимонной кислоты, 1 столовая ложка на литр воды. Регулярно промывать увлажнитель, чтобы не разводились водоросли и бактерии. Это и с точки зрения гигиены важно. При необходимости добавить их 3% раствором перекиси водорода. Никогда не распылять смеси для обслуживания увлажнителя, сливать их после использования и промывать водой. Менять мембрану после каждого зимнего сезона. Последнее я ещё не делал, но обязательно сделаю в этом году. И, наконец, использовать вдвое больше увлажнителей, чем это указано по паспорту.

Мифы о сухости воздуха дома

Этот раздел можно не читать, ничего полезного здесь нет. Но я в полном офигении от безграмотности журналистов и наглости маркетологов. Вот, что мне пришлось прочитать про сухой воздух в квартирах.

Рекламная страничка увлажнителя воздуха Dyson

Кондиционеры могут уменьшать уровень влажности воздуха в доме.

Редкая чушь. Летом кондиционеры повышают относительную влажность воздуха в помещении. Зимой некоторые кондиционеры могут работать на отопление в режиме теплового насоса, но это экзотика и на влажность они не влияют.

Центральное отопление также часто является причиной сухого воздуха в квартире.

Ещё больший градус идиотизма. Центральное отопление всегда делает воздух сухим именно потому, что это отопление. Причины по которым тёплый воздух зимой в квартире всегда сухой - в самом начале статьи.

Обычный таксист

Печка воздух сушит, ездить невозможно.

Про то, что любая система отопления "сушит воздух" - уже написано. Но по поводу калориферов, печек и подобного оборудования предрассудки особенно сильны. Причина понятна, от них дует воздухом с температурой 50-60C, а значит его относительная влажность легко может быть меньше 10%. Если дышать таким воздухом - слизистые будут сохнуть ещё быстрее. Но они никуда не девают влагу, которая содержится в воздухе. Относительная влажность воздуха в комнате, обогреваемой калорифером, будет такой-же, как если бы её нагревали любым другим способом.

Форум строителей

Сам по себе цемент и сделанный из него бетон на гранитном щебне, является абсолютно экологически чистым материалом. Это сомнений не вызывает. Но в панелях, часто используется легкий бетон в состав которого почти всегда входит керамзит. Керамзит легко впитывает влагу, и с трудом её отдает.

А потом, очевидно, керамзит взрывается фонтаном воды. Под керамзитобетоном находится слой плотного бетона, который не пропускет влаги и только незначительно впитывает. Так что никуда из внутренней части стены эта влага не денется. А способность впитывать влагу соответствует способности отдавать влагу для любых натуральных материалов. Так как эта способность зависит от площади поверхности. Большая поверхность керамзита позволяет быстро адсорбировать влагу и она же позволяет быстро её испарять.

  • bogdan
  • admin