В чем измеряется влага

Чем абсолютная влажность отличается от относительной влажности воздуха? Что значат цифры в прогнозах погоды? Когда воздух более сухой: зимой или летом? Для здоровья человека важно, чтобы воздух в помещении был не сухим и не слишком влажным. Для того, чтобы наладить в квартире идеальный микроклимат, нужно следить за показателями воздуха и учитывать не только температуру и содержание CO₂, но и уровень влажности. Расскажем обо всём, что важно знать на эту тему. Без воды.

Влажность абсолютная и относительная — в чем разница?

Вода занимает большую часть поверхности земли. С поверхности Мирового океана происходит испарение влаги. Это происходит непрерывно, вне зависимости от времени года. Интенсивность процесса зависит от климатической зоны, среднесуточной температуры и наличия ветров.

Воздушные массы перемещаются с большой скоростью, и вот уже на нас выпадает дождь, который раньше был водой Атлантического или Тихого океана.

Воз­дух — составной газ, в нем со­дер­жит­ся мно­же­ство раз­лич­ных газов. Основной — азот, а вовсе не кислород, как многие привыкли думать.

Среди прочих газов есть и водяной пар. Чтобы оценить его ко­ли­че­ство в воз­ду­хе необ­хо­ди­мо опре­де­лить, какую массу имеют во­дя­ные пары в опре­де­лен­ном вы­де­лен­ном объ­е­ме — такую ве­ли­чи­ну ха­рак­те­ри­зу­ет плот­ность. Плот­ность во­дя­но­го пара в воз­ду­хе на­зы­ва­ют аб­со­лют­ной влаж­но­стью.

Абсолютная влажность — ко­ли­че­ство влаги, со­дер­жа­щей­ся в одном ку­би­че­ском метре воз­ду­ха.

Но человек не способен оценить абсолютную влажность воздуха без специальных приборов, для человека важна именно относительная влажность воздуха, содержание влаги от­но­си­тельно мак­си­маль­но воз­мож­но­го зна­че­ния.

От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха или RH (Relative Humidity) — ве­ли­чи­на, по­ка­зы­ва­ю­щая, на­сколь­ко далек пар от на­сы­ще­ния.

Насыщенный пар — это пар, находящийся в равновесии с жидкостью. Все что испаряется — чуть позже конденсируется, выпадает в качестве осадков и вновь испаряется. Объем жидкости не увеличивается в результате конденсации пара и не уменьшается в результате ее испарения.

Ненасыщенный пар — пар, не достигший динамического равновесия. При наличии над поверхностью жидкости ненасыщенного пара процесс парообразования преобладает над процессом конденсации, и потому жидкости в сосуде с течением времени становится все меньше и меньше.

Влажность низкая, если пар далек от насыщения. И наоборот.

Точка росы – тем­пе­ра­ту­ра, при ко­то­рой пар ста­но­вит­ся на­сы­щен­ным.

Почему зимой и летом показатели влажности воздуха разные? Чем теп­лее воз­дух, тем боль­шее ко­ли­че­ство влаги он может со­дер­жать, и на­о­бо­рот: чем воз­дух хо­лод­нее, тем меньше мак­си­маль­ное со­дер­жа­ние в нем пара.

Воздух зимой более сухой, чем летом.

Оптимальная влажность воздуха в помещении

По ГОСТу 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещении» оптимальной относительной влажностью в холодное время года считается 30-45%, а в теплое – 30-60%. Зимой относительная влажность воздуха в помещении не должна превышать 60%, а летом – 65%.

Важно понимать, что эти нормы разработаны и закреплены для проектировщиков зданий, а не жильцов. Врачи рекомендуют поддерживать влажность воздуха на уровне 40-60% вне зависимости от времени года.

Почему это важно? Потому что слизистые оболочки человека не должны быть сухими, иначе организм теряет защиту от вирусов, сезонных инфекций, мелкой пыли. Важно, чтобы и кожа не была слишком сухой. Мы часто забываем о том, что кожа — это тоже наш орган, а не просто защитное покрытие остального организма.

Воздух в помещении слишком сухой, если:

• трескаются губы
• появляется першение в горле, легкий кашель
• кожа лица и рук становится сухой, появляется шелушение, заусенцы и трещины на руках
• у комнатных растений подсыхают кончики листьев
• сильно электризуются волосы и одежда из синтетики

На самом деле, воздух очень часто пересушен, особенно в холодное время года. Чтобы сделать его более влажным нужно использовать увлажнители. Существует много разных моделей, важно выбрать те, которые удобны и подходят вам. Главное — чтобы они эффективно увлажняли воздух.

Особенно важно, чтобы воздух был влажным в детской и спальне, в тех комнатах, где вы проводите больше всего времени.

Оптимальная относительная влажность воздуха в детской комнате — 50-65%.

Самым сухим воздух должен быть в рабочей зоне — 30-40%. Важно, чтобы относительная влажность была не ниже этих показателей.

В спальне — 40-50% влажность хорошо повлияет на здоровье: снизится утомляемость, улучшится иммунитет, да и в целом будете выглядеть свежее.

При этом важно, чтобы в помещении не было избыточной влажности. Важен баланс. В случае, если он нарушается — опять вероятны проблемы со здоровьем. Кроме того, на стенах может появится грибок и плесень, окна могут начать запотевать. В таком случае нужно узнать причину и устранить ее, а не пытаться осушить воздух с помощью специальных устройств. В чем может быть дело и как решить проблему с излишней влажностью в квартире вы можете прочитать в нашей статье о запотевании окон.

Как определить влажность воздуха в помещении?

Чтобы не было проблем со слишком сухим или слишком влажным воздухом необходимо приобрести гигрометр. Важно, чтобы устройство не было встроено в увлажнитель. В противном случае, показатели всегда будут искажены.

В домашних условиях, без специального прибора, можно определить влажность воздуха по косвенным признакам: если у вас сухая кожа рук или трескаются губы, если быстро сохнут домашние растения, если появляются трещины на деревянной мебели — воздух тоже сухой.

Есть метод определения влажности воздуха при помощи стакана воды.

Наберите стакан холодной воды и поставьте его в холодильник на 2-3 часа, пока температура воды в емкости не остынет до 3 — 5 ºС. Поставьте стакан в комнате, где вы хотите измерить относительную влажность.

Если поверхность стакана сначала покрылась конденсатом и запотела, а потом в течение 5-10 минут полностью высохла – воздух в помещение очень сухой.

Если в течении 5-10 минут, после того как вы разместили стакан в помещении на его стенках образовались крупные капли конденсата и они начали стекать по стенкам стакана, то воздух в помещении очень влажный.

Если по истечению 5-10 минут поверхность стакана не высохла, но и не потекла, то воздух в помещении средней влажности.

Мы измерили влажность воздуха с помощью системы MagicAir. Влажность — 40%, судя по стакану — уровень влажности средний. Совпало.

Слева направо: уровень CO₂, температура, влажность.

Существуют другие способы, но для этого потребуются длительные манипуляции с термометром и рассчеты. Лучше и проще купить гигрометр.

Если вы всерьез хотите наладить микроклимат в квартире, обратите внимание и на другие показатели:

• Воздухообмен или сколько свежего воздуха поступает в квартиру каждый час. Как мы уже писали в нашей статье о стандартах воздухообмена, по нормам СНиП приток свежего воздуха должен быть равен 30м³ в час, на одного человека. Важно понимать, что даже в современных квартирах при закрытых окнах такого воздухообмена нет, микро-проветривание и приточные клапаны его не обеспечивают.
• Из первого показателя вытекает другой: воздух должен иметь низкое содержание углекислого газа. Узнать уровень CO₂ без специальных приборов — нельзя. Чтобы в квартире был свежий воздух, проветривать надо не менее 15-20 минут каждый час. Это не всегда удобно, если нет специальных устройств.

Для того, чтобы воздух всегда был свежим необходимы устройства, обеспечивающие постоянный приток свежего воздуха в квартиру. Бризеры обеспечивают не только необходимый воздухообмен, но и подогревают воздух до комфортной температуры, это намного удобнее открытых окон, особенно в холодное время года.

Все параметры воздуха поможет отследить «умная» система контроля микроклимата MagicAir. Система автоматически регулирует работу климатической техники в зависимости от ваших пожеланий, все параметры воздуха будут указаны в приложении на смартфоне, вы всегда будете знать, каким воздухом вы дышите и сможете отслеживать и корректировать влажность воздуха.

Ознакомьтесь с характеристиками популярных моделей и подберите бризер под свои задачи!

Расскажем о том, что такое тонкодисперсные частицы, откуда берутся, чем они опасны и что можно предпринять, чтобы защитить себя от их вредного воздействия.

Рассказываем, какой уровень шума допустим по СНиП и СанПиН и что делать, если он выше нормы.

Основные нормативы по концентрации углекислого газа в помещении, оптимальные и допустимые значения. Как обеспечить оптимальный уровень CO2 в помещении.

Что такое бризер и как он устроен, принцип работы и основные функции. Как с помощью бризера можно решить основные проблемы микроклимата помещения.

Влажность — показатель содержания воды в физических телах или средах. Для измерения влажности используются различные единицы, часто внесистемные.

Общие сведения

Влажность зависит от природы вещества, а в твёрдых телах, кроме того, от степени измельчённости или пористости. Содержание химически связанной, так называемой конституционной воды, например гидроокисей, выделяющейся только при химическом разложении, а также воды кристаллогидратной не входит в понятие влажности.

Единицы измерения и особенности определения понятия «влажность»

Эту величину не всегда можно точно измерить, так как в ряде случаев невозможно удалить всю неконденсированную воду и взвесить предмет до и после этой операции.

Методы определения

Титратор Карла Фишера

Установление степени влажности многих продуктов, материалов и т. п. имеет важное значение. Только при определённой влажности многие тела (зерно, цемент и др.) являются пригодными для той цели, для которой они предназначены. Жизнедеятельность животных и растительных организмов возможна только в определённых диапазонах влажности и относительной влажности воздуха. Влажность может вносить существенную погрешность в вес предмета. Килограмм сахара или зерна с влажностью 5 % и 10 % будет содержать разное количество сухого сахара или зерна.

Измерение влажности определяется высушиванием влаги и титрованием влаги по Карлу Фишеру. Эти способы являются первичными. Помимо них разработано множество других, которые калибруются по результатам измерений влажности первичными способами и по стандартным образцам влажности.

Влажность воздуха — это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли – одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.

Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2 % по объёму в высоких широтах до 2,5 % в тропиках. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мбар (иногда лишь сотые доли мбар) и летом ниже 5 мбар; в тропиках же она возрастает до 30 мбар, а иногда и больше. В субтропических пустынях упругость пара понижена до 5—10 мбар.

Абсолютная влажность воздуха (f) — это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1 м³ воздуха. Определяется как отношение массы содержащегося в воздухе водяного пара к объёму влажного воздуха.

Обычно используемая единица абсолютной влажности — грамм на метр кубический, г/м³

Относительная влажность воздуха (φ) — это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре. Она также определяется как отношение парциального давления водяного пара в газе к равновесному давлению насыщенного пара.

Относительная влажность обычно выражается в процентах.

Относительная влажность очень высока в экваториальной зоне (среднегодовая до 85 % и более), а также в полярных широтах и зимой внутри материков средних широт. Летом высокой относительной влажностью характеризуются муссонные районы. Низкие значения относительной влажности наблюдаются в субтропических и тропических пустынях и зимой в муссонных районах (до 50 % и ниже).

С высотой влажность быстро убывает. На высоте 1,5-2 км упругость пара в среднем вдвое меньше, чем у земной поверхности. На тропосферу приходится 99 % водяного пара атмосферы. В среднем над каждым квадратным метром земной поверхности в воздухе содержится около 28,5 кг водяного пара.

Величины измерения влажности газа

Для обозначения содержащейся в воздухе влаги используются следующие величины:

максимальная влажность воздуха (граница насыщения)

упругость пара, давление пара

парциальное давление, которое оказывает водяной пар, содержащийся в воздухе (давление водяного пара как часть атмосферного давления). Единица измерения — Па.

температура газа, при которой газ насыщается водяным паром °C. Относительная влажность газа при этом составляет 100 %. С дальнейшим притоком водяного пара или при охлаждении воздуха (газа) появляется конденсат. Таким образом, хотя роса и не выпадает при температуре −10 или −50 °C, выпадает изморозь, иней, лёд или снег, точка росы в −10 или −50 °C существует и соответствует 2,361 и 0,063 г воды на 1м³ воздуха или другого газа под давлением одна атмосфера;

температура мокрого термометра

температура, при которой газ насыщается водяным паром при постоянной энтальпии воздуха. Относительная влажность газа при этом составляет 100 %, влагосодержание увеличивается, а энтальпия равна начальной.

соотношение компонентов смеси (содержание водяного пара)

Литература

Влажность — показатель содержания воды в физических телах или средах.

Единицы измерения и особенности определения понятия влажность

Эту величину не всегда можно точно измерить, т.к. в ряде случаев невозможно удалить всю неконституционную воду и взвесить предмет до и после этой операции.

Титратор Карла Фишера.

Установление степени влажности многих продуктов, материалов и т. п. имеет важное значение. Только при определённой влажности многие тела (зерно, цемент и др.) являются пригодными для той цели, для которой они предназначены. Жизнедеятельность животных и растительных организмов возможна только при определённых границах влажности и относительной влажности воздуха. Влажность может вносить существенную погрешность в вес предмета. Килограммы сахара или зерна с влажностью 5% и 10% будет содержать разное количество сухого сахара или зерна.

Влажность воздуха — это величина, характеризующая содержание водяных паров в различных частях атмосферы Земли.

Влажность воздуха — содержание водяного пара в воздухе; одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.

Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2% по объёму в высоких широтах до 2,5% в тропиках. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мб (иногда лишь сотые доли мб) и летом ниже 5 мб; в тропиках же она возрастает до 30 мб, а иногда и больше. В субтропических пустынях упругость пара понижена до 5-10 мб.

Абсолютная влажность воздуха (f) – это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1м³ воздуха:

f = (масса содержащегося в воздухе водяного пара)/(объем влажного воздуха)

Обычно используемая единица абсолютной влажности: (f) = г/м³

Относительная влажность воздуха (φ) – это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре(см. таблицу)

φ = (абсолютная влажность)/(максимальная влажность)

Относительная влажность обычно выражается в процентах. Эти величины связаны между собой следующим отношением:

φ = (f×100)/fmax

Относительная влажность очень высока в экваториальной зоне (среднегодовая до 85% и более), а также в полярных широтах и зимой внутри материков средних широт. Летом высокой относительной влажностью характеризуются муссонные районы. Низкие значения относительной влажности наблюдаются в субтропических и тропических пустынях и зимой в муссонных районах (до 50% и ниже).

С высотой влажность быстро убывает. На высоте 1,5-2 км упругость пара в среднем вдвое меньше, чем у земной поверхности. На тропосферу приходится 99% водяного пара атмосферы. В среднем над каждым квадратным метром земной поверхности в воздухе содержится около 28,5 кг водяного пара.

температура газа, при которой газ насыщается водяным паром °C. Относительная влажность газа при этом составляет 100 %. С дальнейшим притоком водяного пара или при охлаждении воздуха (газа) появляется конденсат. Таким образом, хотя роса и не выпадает при температуре −10 или −50°C, выпадает изморозь, иней, лёд или снег, точка росы в −10 или −50 °C существует и соответствует 2,361 и 0,063 г воды на 1м³ воздуха или другого газа под давлением одна атмосфера;

температура , при которой газ насыщается водяным паром при постоянной энтальпии воздуха. Относительная влажность газа при этом составляет 100 %, влагосодержание увеличивается, а энтальпия равна начальной.

.
.

содержание в воздухе водяного пара; одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата. В. в. имеет большое значение при некоторых технологических процессах, лечении ряда болезней, хранении произведений искусства, книг и т.д.

Характеристиками В. в. служат: 1) упругость (или парциальное давление) е водяного пара, выражаемая в н/м2 (в мм рт. ст. или в мб), 2) абсолютная влажность а — количество водяного пара в г/м3; 3) удельная влажность q — количество водяного пара в г на кг влажного воздуха; 4) отношение смеси w, определяемое количеством водяного пара в г на кг сухого воздуха; 5) относительная влажность r — отношение упругости е водяного пара, содержащегося в воздухе, к максимальной упругости Е водяного пара, насыщающего пространство над плоской поверхностью чистой воды (упругости насыщения) при данной температуре, выраженное в %; 6) дефицит влажности d — разность между максимальной и фактической упругостью водяного пара при данной температуре и давлении; 7) точка росы τ — температура, которую примет воздух, если охладить его изобарически (при постоянном давлении) до состояния насыщения находящегося в нём водяного пара.

В. в. земной атмосферы колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2% по объёму в высоких широтах до 2,5% в тропиках. Соответственно упругость пара е в полярных широтах зимой меньше 1 мб (иногда лишь сотые доли мб) и летом ниже 5 мб; в тропиках же она возрастает до 30 мб, а иногда и больше. В субтропических пустынях е понижена до 5—10 мб (1 мб = 102·н/м2). Относительная влажность r очень высока в экваториальной зоне (среднегодовая до 85% и более), а также в полярных широтах и зимой внутри материков средних широт — здесь за счёт низкой температуры воздуха. Летом высокой относительной влажностью характеризуются муссонные районы (Индия — 75—80%). Низкие значения r наблюдаются в субтропических и тропических пустынях и зимой в муссонных районах (до 50% и ниже). С высотой r, а и q быстро убывают. На высоте 1,5—2 км упругость пара в среднем вдвое меньше, чем у земной поверхности. На тропосферу (нижние 10—15 км) приходится 99% водяного пара атмосферы. В среднем над каждым м2 земной поверхности в воздухе содержится около 28,5 кг водяного пара.

Суточный ход упругости пара над морем и в приморских областях параллелен суточному ходу температуры воздуха: влагосодержание растет днём с возрастанием испарения. Таков же суточный ход е в центральных районах материков в холодное время года. Более сложный суточный ход с двумя максимумами — утром и вечером — наблюдается в глубине материков летом. Суточный ход относительной влажности r обратен суточному ходу температуры: днём с возрастанием температуры и, следовательно, с ростом упругости насыщения Е относительная влажность убывает. Годовой ход упругости пара параллелен годовому ходу температуры воздуха; относительная влажность меняется в годовом ходе обратно температуре. В. в. измеряется Гигрометрами и Психрометрами.

В. в., существенно влияя на теплообмен организма с окружающей средой, имеет большое значение для жизнедеятельности человека. При низкой температуре и высокой В. в. повышается теплоотдача и человек подвергается большему охлаждению; при высокой температуре и высокой В. в. теплоотдача резко сокращается, что ведёт к перегреванию организма, особенно при выполнении физической работы. Высокая температура легче переносится, когда В. в. понижена. Так, при работе в горячих цехах с температурой воздуха 25°С оптимальное влияние на теплообмен и самочувствие оказывает относительная В. в. 20%. Наиболее благоприятной для человека в средних климатических условиях является относительная В. в. 40—60%. Для устранения неблагоприятного влияния В. в. в помещениях применяют вентиляцию (См. Вентиляция), Кондиционирование воздуха и др.

Лит.: Матвеев Л. Т., Основы общей метеорологии, Л., 1965; Усольцев В. А., Измерение влажности воздуха, Л., 1959; Хромов С. П., Метеорология и климатология для географических факультетов, 2 изд., Л., 1968.

С. П. Хромов.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
.

Измерение относительной влажности в быту

Время на прочтение

Теория

Напомню, что вещество может находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии (речь о жилых помещениях с температурой 15-30оС при нормальном – 720-770 мм.рт.ст. – атмосферном давлении). Жидкости характеризуются летучестью паров – при данной температуре некое количество молекул жидкости переходит в газообразное состояние. Количество таких молекул в воздухе зависит от свойств жидкости (есть крайне летучие, как эфир, а есть совсем не летучие, как силиконовое масло), температуры и давления.

Как долго и как много молекул будут покидать жидкую фазу? Это зависит от уже имеющегося их количества в воздухе (газовой фазе). Здесь прямая аналогия с конкуренцией на рынке. Если рынок пустой и доходный, туда “ломятся” множество производителей. Но чем их больше, тем выше конкуренция и ниже доход. В результате на рынке устанавливается некое равновесие. Тоже самое происходит и с воздухом. Молекулы воды будут переходить в газовую фазу либо до исчерпания жидкости, либо до состояния равновесия (при данной температуре и давлении). Равновесие в данном случае выражается в достижении равенства между количеством молекул из жидкой фазы вылетающих с числом молекул, туда возвращающихся.

Если мы говорим об океане, то молекулы воды очевидным образом кончиться не могут, воды много. Но в помещении обычно нет открытого водного зеркала, откуда происходит испарение (за исключением нашей любимой чашки с чаем или кофе). Вода содержится в гигроскопичных материалах, находящихся в помещении (дерево, ткань и пр.). Т.е. равновесие в данном помещении будет достигнуто не из-за насыщения воздуха парами воды до максимального значения, но потому, что вода закончилась.

Важно понимать, что количество молекул воды в воздухе зависит от температуры. При росте температуры на 10оС количество вырастает приблизительно в два раза. С ее снижением равновесное содержание также быстро уменьшается. Когда температура становится отрицательной, воды в воздухе очень мало. Напомню, что шкала Цельсия основана на двух реперных точках, связанных с свойствами именно воды. Вода (особо чистая, оговорюсь) замерзает при нуле градусов, а кипит при 100оС. Т.е. при отрицательных температурах воздух быстро высыхает.

Все мы знаем, что это высыхание ведет, например, к тому, что двери из гигроскопичного материала (дерева, МДФ и пр.) “рассыхаются”. Точно также увеличиваются щели в полах из паркета или паркетной доски. Естественно, материал невозможно в домашних условиях высушить до нулевого содержания воды, ее количество опять-таки будет равновесным и определяется как свойствами материала, так и условиями окружающей среды.

Далее, человек на 95% состоит из воды. И она тоже испаряется в условиях, когда количество молекул в единице объема воздуха далеко от равновесного. Собственно, тело человека и является основным источником влаги в такой ситуации. В итоге мы тоже высыхаем, причем в первую очередь обезвоживаются слизистые, поскольку они в норме влажные (т.е. содержат свободную воду). К чему это ведет, мы тоже хорошо знаем. Горло и язык “пересыхают”, появляются неприятные ощущения в носоглотке.

Поскольку – в отличии от атмосферного давления – мы в силах регулировать влажность в жилых помещениях, не комфортные условиях можно изменить. В данной статье речь идет о ручном регулировании, темы “умного дома” не затрагиваются.

Но сначала нужно определиться, как мы будем измерять влажность, по какому критерию мы будет ее регулировать. Различают 2 базовых показателя. Первый совсем простой по смыслу, называется “абсолютная влажность”. Очевидным образом, это содержание воды в граммах на единицу объема или веса воздуха. Обычно говорят об объеме, тогда абсолютная влажность измеряется в г/м3, т.е. количество граммов воды в кубометре воздуха в нашей квартире.

Второй чуть сложнее. Если жидкой воды в помещении достаточно, то – как я уже сказал выше – она будет испаряться до достижения равновесного (насыщенного) значения. Например, 5 г/м3. В квартирах, как уже говорилось, свободной жидкой воды, как правило, нет. Следовательно, содержание воды в воздухе равновесно-насыщенного значения не достигнет, вода раньше закончится. Допустим, это значение 2.5 г/м3. Тогда можно определить, сколько это в процентах от равновесного значения, т.е. (2.5/5х100)=50%. Эту величину называют “относительной влажностью” (relative humidity, RH) и именно ее измеряют бытовые гигрометры и психрометры.

Еще немного простейшей физики. Ниже в таблице показано содержание воды в граммах на кубометр в зависимости от температуры:

Как видно из таблицы:

60 % отн. влажности воздуха при +30 гр. – это 30,4 * 60 % = 18,24 гр/м3 абсолютной влажности

60 % отн. влажности воздуха при +20 гр. – это 17,3 * 60 % = 10,38 гр/м3

60 % отн. влажности воздуха при -10 гр. – это 2,1 * 60 % = 1,26 гр/м3

Заметьте, относительная влажность одинаковая, а абсолютная отличается в разы. Т.е. показания относительной влажности воздуха можно сравнивать при условии, что измерения делались при одинаковой температуре, измерения при разной температуре сравнивать не имеет смысла.

Эти данные позволяют также понять природу распространенного заблуждения о том, что нагреватели “сушат воздух”. Содержание воды в кубометре при работающем нагревателе не меняется. Меняется равновесное содержание. Например, сегодня утром в комнате было 15оС, влажность 51%. Я включил нагреватель, через определенное время стало 22оС, а относительная влажность упала до 40%. Это произошло не из-за уменьшения количества воды в комнате, изменилась лишь величина RH, т.к. равновесное содержание воды при 22 градусах выше, чем при 15.

Естественно, существуют нормативные документы (ГОСТ, СНиП и пр.), в которых определено, какая влажность для человека комфортная и как оценивать значение влажности в помещениях разного типа. Приведу цитату:

Вот теперь можно поговорить о том, как влажность регулировать. Она же может быть как низкой (недостаточной), так и высокой (избыточной).

Вначале о наболевшем, о повышении влажности. Можно держать рыбок в аквариуме. Можно ставить на отопительные приборы банки с водой, подвешивать специальные трубки с водой (способ популярен в Европе), наконец, просто сушить белье на батарее. Если батареи горячие, эффективность такого способа достаточно велика. Наконец, воду можно искусственно испарять с помощью разнообразных устройств. Они работают на различных принципах, я полагаю наиболее эффективными из доступных ультразвуковые увлажнители (УЗ). Главным показателем такого устройства является объем воды, испаряемой за единицу времени, обычно это миллилитры в час. Мой домашний УЗ имеет значение 300 мл/ч, промышленные устройства – до 1800 мл/ч. Естественно, испарение в час почти двух литров воды в квартире – это перебор. Увлажнение можно совмещать с очисткой воздуха, но это за рамками данной публикации. Напомню, что в УЗ нужно использовать обессоленную или дистиллированную воду, иначе он быстро выйдет из строя.

Осенью в сырую погоду при выключенном отоплении влажность становится избыточной, в квартире промозгло и неуютно. Улучшить ситуацию можно с помощью кондиционера, включенного на осушение.

И, наконец, о предмете этого материала – об измерении относительной влажности в бытовых условиях.

Психрометры работают по принципу сравнения значений температуры сухого и влажного термометра. Влажность определяют затем по таблицам, которые размещены на корпусе прибора, например, популярный ВИТ-1:

Обратите внимание на надпись под таблицами – это требование к скорости воздуха, обдувающего термометры (скорость аспирации). Если воздух неподвижен, то прибор будет показывать неверную влажность, поскольку не происходит отвода паров воды и, соответственно, охлаждение мокрого термометра. Если скорость слишком высокая, то вода во влажном термометре будет испаряться слишком быстро, его температура будет ниже, соответственно, разница показаний сухого и влажного будет больше, т.е. значение влажности будет заниженным (см. таблицу на рисунке выше). Ввиду того, что требуется постоянно доливать воду, а сам прибор достаточно громоздкий по нынешним временам, в квартирах его используют редко. Если вам не жалко нескольких сотен рублей, его можно купить для калибровки гигрометров.

Наиболее распространены сейчас гигрометры. Они бывают механическими и цифровыми. Механические гигрометры часто изготавливают в дизайнерском исполнении и используют для украшения интерьера:

Они могут работать на различных принципах, один из простейших – это использование двух спиралей, в зависимости от температуры воздуха и влажности они либо растягиваются, либо сжимаются.

Очевидно, что точность измерения бытовых недорогих механических гигрометров весьма невысока, обычно она выражается величиной т.н. относительной погрешности. Я оцениваю ее в 10% и более. Т.е. если прибор показывает 50%, то реальная влажность может отличаться на (50*0.1)/50*100=10% или 45-55%. Именно поэтому на рисунке выше гигрометр занимает меньше места, чем термометр, а шкала весьма грубая. У меня механических гигрометров нет.

Для более точных измерений используют компактные цифровые гигрометры. О них и пойдет разговор в следующем разделе. Они используют датчики влажности различных типов. В дешевых это подложка из электроизоляционного материала с пленкой из хлорида лития. Электрическое сопротивление этого материала меняется в зависимости от уровня влажности воздуха, что и измеряется электронной частью устройства. Очевидным образом, точность измерения зависит от качества изготовления датчика и электронных компонентов.

Практика контроля влажности в жилом помещении

Давайте уже поговорим о практике. На рисунке представлен тот набор гигрометров, что есть у меня:

Это метеостанции (№№ 1 и 2), их выносные датчики (№№ 5 и 6), а также термогигрометры (т.е. измеряют и температуру, и влажность).

Устройство №4 – термогигрометр TechnoLine WS 7005 якобы немецкого производства, который я купил в Испании. Он до сих пор широко продается на Амазоне, его точность в диапазоне влажности 35-80% составляет 5%, за пределами указанного интервала – 7%. Обратите внимание, это важно: точность зависит от абсолютного значения, что обусловлено характеристиками датчика:

Видно, что зависимость сопротивления пленки хлорида лития от влажности, во-первых, нелинейная. А во-вторых, показана она начиная от 20% относительной влажности. Это связано с тем, что за пределами диапазона зависимость уже сильно нелинейная, использование показаний сопротивлений сопряжено с большими ошибками. И, наконец, в-третьих, вид кривой для каждого экземпляра датчика будет немного отличаться, что приведет к разнице в показаниях в одинаковых условиях. Именно в низком качестве изготовления причина большого разброса значений даже для датчиков из одной партии. Кстати, хочу заметить, что полная кривая отклика датчика в зависимости от влажности в большинстве случаев является S-образной (о таких кривых я писал ранее).

Большинство недорогих гигрометров просто неспособны отобразить значения ниже 20%, а показывают что угодно, кроме точного значения. Из показанных на рисунке измерять значения ниже 20% (для нас актуален прежде всего нижний порог) могут только №3 и №7 (они будут подробнее описаны ниже). Чтобы не ошибиться, важно реалистично оценивать условия измерения – например, утром в комнате, в которой всю ночь было открыто окно, а на улице -10оС, влажность составляет 13-15%. Если прибор показывает иное – он с высокой вероятностью врет.

Специализированный гигрометр GM1362 (№3) имеет точность плюс минус 3%, а измерение температуры в нем – это дополнительная опция. Его я принял за самый точный из имеющихся прибор, относительно которого я “поверяю” остальные. О поверке см. публикацию. Отмечу только, что термин “поверка” является официальным. Поверкой оборудования в норме занимаются сертифицированные центры, имеющие оборудование высокой точности. В продаже есть уже официально поверенные гигрометры, но стоят они десятки тысяч рублей. Здесь же мы говорим о поверке в смысле сравнения показаний разных устройств, включая принятый за эталон. Хотя по ссылке вы можете найти доступные методы проверки показаний в домашних условиях.

Итак, метеостанция №1 показывает влажность 33%, ее датчик (№6) – 28%. Вторая (№2) тоже 33%, ее датчик (№5) – 29%. Можно предположить, что датчики влажности в самой метеостанции выше классом (т.к. их показания совпадают с “поверочным” гигрометром), чем датчики в выносных блоках.

“Немецкий” прибор влажность занижает (что подтверждают и отзывы пользователей на немецком и других сайтах Амазон). На разницу в 1% между №3 и №7 можно не обращать внимания, поскольку величина в пределах погрешности измерений.

Отмечу, что к метеостанциям повыше классом могут продаваться сменные датчики более высокого качества. По умолчанию же внешние блоки измеряют влажность в интервале 20-90%.

Еще одна важная вещь. Выше я упоминал, что скорость аспирации термометров психрометра должна быть в оговоренных пределах. Это верно и для датчиков гигрометров. Очевидно, что количество и расположение вентиляционных отверстий сильно влияет на показания. По-хорошему, гигрометр должен располагаться в токе воздуха (на “сквознячке”), либо обдуваться вентилятором на небольших оборотах. Именно по указанной причине в специализированном гигрометре (№3) датчик вынесен на щуп, а отверстия достаточно большие и расположены вокруг него (а не с одной стороны, как в недорогих приборах).

Наконец, о частоте опроса датчика. Пользователи №4 как раз указывают, что она крайне невелика, порядка одного раза за несколько минут. Для сравнения, скорость обновления показаний №3 составляет 3 секунды. Забавно наблюдать, как после выдоха на датчик его показания растут (воздух из легких насыщен парами воды) пару измерений, а затем плавно снижаются. Отсюда же следует и правило о том, что измерительному устройству надо давать достаточно времени для выхода на стационарные значения (в неизменных условиях, естественно). Прямо из коробки или с улицы прибор будет показывать невесть что.

Сказанное можно проиллюстрировать снимком устройств через некоторый промежуток времени:

Здесь интересно, что разница между показаниями устройств №4 и 6 – и №3 и №7 больше, чем на первом снимке. Это иллюстрирует соображения о том, что датчики должны быть правильно расположены (обдуваться воздухом) и о том, что кривые отклика датчиков различаются.

В следующих разделах я кратко остановлюсь на особенностях современных моделей метеостанций и термогигрометров, которые я могу рекомендовать по собственному опыту.

Термогигрометр Xiaomi MiaoMiaoCe E-Ink

“Фишками” прибора являются:

• элегантный внешний вид (причем на столе он даже красивее, чем на фото)
• высокая точность измерений и частота опроса датчиков
• использование экрана типа E-Ink.

Использование дисплея на электронных чернилах (как в ридерах электронных книг) позволило добиться отличных углов обзора и читаемости показаний даже в сумерках. Он очень симпатично сделан и, что важнее, точно показывает и температуру, и влажность. Использован датчик влажности швейцарской разработки (изготовлен, конечно, в Китае), погрешность измерений 3%.
Есть модели, которые могут передавать значения по протоколу Bluetooth на смартфон.

• возможность питания от сети, что позволяет избегать периодической настройки заново и держать подсветку экрана включенной постоянно
• очень информативный цветной экран с подсветкой (3 режима от яркой до выключенной)
• измерение давления в мм.рт.ст.
• возможность калибровки всех датчиков.

Метеостанция на порядок лучше предыдущей модели, которой я пользовался. В комплекте 1, 2 или 3 внешних датчика. Отмечу, что выносные блоки выполнены в незащищенном исполнении, поэтому ставить их напрямую на улицу не стоит, лучше на лоджию и пр.

Все датчики (давления, температуры, влажности) можно калибровать – т.е. вносить систематическую поправку, чтобы показания совпадали с эталонным устройством.

Датчик влажности центрального блока достаточно высокого качества, диапазон 10-99%. Точность производителем не указана. Автоматически связывается с внешними блоками и устойчиво держит связь.

Яркость экрана невелика, а углы обзора очень небольшие, что можно рассматривать как недостаток. Мне важнее, что ночью он не светит в глаза, не мешает спать. При этом в сумерках и темноте видно отлично.

Найти имя производителя весьма непросто даже в сети. Полагаю, это связано с тем, что станция ну очень похожа на изделия известной фирмы La Crosse. Скорее всего, их производят, т.с., “параллельно”.

Гигрометр Outest GM1362

• диапазон 5-98%, точность плюс-минус 3%
• высокая частота опроса.

Прибор недорогой, экран с подсветкой, питание от “Кроны”, должно хватить надолго (есть автоматическое отключение). Из недостатков могу отметить серую рамку на корпусе, она не позволяет поставить гигрометр на стол, только положить. Сзади есть штативное гнездо с резьбой.

В инструкции, вложенной в упаковку, указан диапазон 0-100% (указанный выше диапазон лично мне представляется более реалистичным), а точность уточняется по интервалам значений относительной влажности: 0-20% – 4.5%; 20-80% – 3%; 80-100% – 4.5%. Причина уже пояснялась выше, наличие данной информации указывает на достаточно профессиональный подход изготовителя. Также есть утверждение, что прибор был откалиброван на заводе. Производителем заявлена фирма Benetech, а не Outest, как на сайте.

Приобретать этот прибор для использования в квартире особого смысла нет. Он может быть удобен в загородном доме и других локациях, где необходимо быстро измерить влажность в различных местах.

Заключение

Надеюсь, после ознакомления с этим материалом вы стали лучше ориентироваться в проблеме. Именно это и было моей главной целью.

Особо хочу подчеркнуть важный момент: в повседневной жизни нет необходимости измерять относительную влажность с очень высокой точностью, достаточно целого числа. Перфекционизм в данном вопросе ведет лишь к неэффективному расходованию бюджета. При ручном управлении влажностью в доме двухзначного значения вполне достаточно. Важно лишь убедиться в том, что приобретенный гигрометр в принципе работает и не врет на десятки процентов. Приобретение различных устройств (особенно дорогостоящих) имеет смысл только в случае, если вы осознанно и глубоко увлекаетесь этой темой.