Czym jest wilgotność względna powietrza?

Definicja

Mówiąc o wilgotności powietrza, rozróżnia się wilgotność względną i wilgotność bezwzględną. Przy różnych temperaturach powietrze może wchłonąć różne ilości wilgoci. Zasadniczo obowiązuje zasada, że im wyższa temperatura, tym więcej wilgoci może zostać wchłonięte. Ponadto przy każdej temperaturze istnieje określony punkt, w którym powietrze nie jest w stanie wchłonąć więcej wilgoci. Punkt ten nazywany jest punktem nasycenia lub punktem rosy. Od tego momentu zaczyna tworzyć się kondensat. W przeciwieństwie do wilgotności względnej powietrza, wilgotność bezwzględna opisuje dokładną ilość wilgoci zawartej w powietrzu w gramach wody na kilogram powietrza (g/kg).

Znaczenie wilgotności względnej powietrza

Ogrzewanie oznacza zazwyczaj spadek wilgotności względnej powietrza, przy czym wartość wilgotności bezwzględnej pozostaje jednak niezmienna. Odpowiednia wilgotność powietrza i wynikające z niej higienicznie nienaganne powietrze są niezbędne dla ludzi, zwierząt, roślin i materiałów, a także dla badań i rozwoju, produkcji, magazynowania i konserwacji.

Komfort

Ponieważ suche powietrze dąży do wchłonięcia większej ilości wilgoci, pobiera ją również z otoczenia, w tym od przebywających w nim osób. Powoduje to swędzenie skóry, pieczenie oczu, ból głowy i uczucie zmęczenia. Optymalny zakres parametrów stanu powietrza zapewniający komfort wynosi od 21°C do 22°C oraz wilgotność względną od 40% do 60%.

Przykład

Załóżmy, że mamy szklankę, w której panuje temperatura powietrza wynosząca 20°C. W szklance znajduje się 10 gramów wody na kilogram powietrza, a wilgotność względna wynosi 70%. Wiemy przede wszystkim, że powietrze jest bardzo wilgotne i mogłoby wchłonąć jeszcze tylko 30% więcej wilgoci. Ponadto widać, że linia punktu rosy zostałaby osiągnięta, gdyby wilgotność bezwzględna wzrosła o 5 gramów wody na kilogram powietrza. Powietrze osiągnęłoby również linię punktu rosy, gdyby ochłodziło się o co najmniej 6°C. Gdyby teraz wprowadzić do naczynia parę wodną, zwiększając w ten sposób wilgotność powietrza, po osiągnięciu 15 gramów wody na kilogram powietrza powstałaby mgła, a następnie również woda kondensacyjna. Patrząc na to z drugiej strony, powietrze również osiągnęłoby linię nasycenia, a tym samym utworzyłaby się mgła i kondensat, gdyby obniżyć temperaturę o 6°C.

Ochrona zdrowia

Przy wartościach wilgotności względnej poniżej 30%, co ma miejsce zimą w wyniku ogrzewania, ludzie często cierpią na objawy wysuszenia. Dochodzi do wysuszenia błon śluzowych dróg oddechowych, przez co pył, zanieczyszczenia i czynniki chorobotwórcze nie mogą być wystarczająco szybko usuwane z dróg oddechowych. W związku z ich dłuższym przebywaniem w drogach oddechowych wzrasta zatem ryzyko chorób układu oddechowego. Typowymi skutkami tego procesu są kaszel, zapalenie oskrzeli, katar i zapalenie zatok. W optymalnym zakresie wilgotności względnej, wynoszącym od 40% do 60%, zagrożenie ze strony niepożądanych mikroorganizmów oraz występowanie określonych objawów chorobowych jest minimalne.

Przy wilgotności względnej poniżej 35% wysychanie odzieży, dywanów, mebli i podobnych przedmiotów sprzyja tworzeniu się kurzu. W wyniku zwęglenia się kurzu na grzejnikach powstaje amoniak i inne gazy, które dodatkowo podrażniają narządy oddechowe. Ponadto wszelkiego rodzaju tworzywa sztuczne w suchym powietrzu ulegają naładowaniu elektrycznemu, co powoduje dodatkowe gromadzenie się cząstek kurzu. Wysuszenie błon śluzowych górnych dróg oddechowych prowadzi do upośledzenia ich funkcji (+wyjaśnienie mechanizmu ochronnego błon śluzowych).

Przy zbyt wysokiej wilgotności powietrza powyżej 70% wilgoć może osadzać się w chłodniejszych miejscach. Wówczas istnieje prawdopodobieństwo, że elementy wyposażenia wnętrz zawierające substancje organiczne mogą wydzielać nieprzyjemne zapachy spowodowane pleśnią lub zgnilizną. Ponadto może dojść do uszkodzeń konstrukcji lub materiałów (np. pleśń na mostkach termicznych).

Materiały higroskopijne / przemysł

Wszystkie substancje higroskopijne dążą do osiągnięcia równowagi. Dlatego po pewnym czasie trwałego narażenia na wilgoć zawartą w otaczającym powietrzu materiał higroskopijny osiąga stan równowagi, w którym albo pochłania wodę, albo ją oddaje. Znaczna część materiałów w naszym otoczeniu zawiera wodę w mniejszym lub większym stopniu. Materiały higroskopijne charakteryzują się tym, że ich zawartość wody zależy od wilgotności powietrza w otoczeniu.