一、人体热舒适与相对湿度
根据ASHRAE标准,人体热舒适为人对热环境表示满意的主观感觉。影响人体热舒适的因素有环境参数和人自身参数,前者主要有空气温度、空气速度、空气相对湿度和平均辐射温度,后者主要有衣服热阻和劳动强度。
舒适的室内环境不仅有温度要求,而且有湿度要求。适宜的室内温湿度环境可以抑制细菌、病毒的传播,有效降低流感疾病的发生。根据国家质量监督检验检疫总局、卫生部、国家环境保护总局联合发布的我国第一部《室内空气质量标准》(见表1),冬季采暖室内的湿度应保持在30~60%。居室加湿的最佳状态是窗户上出现雾气。
表1:室内空气质量标准
序 号
|
参数类别
|
参 数
|
单 位
|
标 准 值
|
备 注
|
1
|
物理性
|
温度
|
℃
|
22-28
|
夏季空调
|
16-24
|
冬季采暖
|
||||
2
|
相对湿度
|
%
|
40-80
|
夏季空调
|
|
30-60
|
冬季采暖
|
||||
3
|
空气流速
|
m/s
|
0.3
|
夏季空调
|
|
0.2
|
冬季采暖
|
二、冬季室内环境现状
根据我国气象资料,我国北方以北京为例,全年的相对湿度为35%~70%,年平均为56%左右,但到冬季采暖季节,室内空气由于采暖升温,相对湿度急剧下降,例如对冬季温度-5℃,相对湿度50%的室外空气,当温度升高到20℃时,相对湿度下降至13%,比撒哈拉大沙漠的相对湿度25%还要低。气象资料显示,在北方地区的整个供暖期内,在不使用任何加湿设备的情况下,居民住户室内平均仅有2.5天达到健康湿度(40%RH~60%RH)。表1为我国部分城市冬季采暖季节室内空气加热前后的湿度状况。
序号
|
地 区
|
室外空气参数
|
室 内 空 气 参 数
|
|||||
温 度℃
|
相对湿度%
|
温度:16℃
|
温度:18℃
|
温度:20℃
|
温度:22℃
|
温度:24℃
|
||
相对湿度%
|
相对湿度%
|
相对湿度%
|
相对湿度%
|
相对湿度%
|
||||
1
|
北京
|
-9
|
45
|
11
|
10
|
9
|
8
|
7
|
2
|
天津
|
-9
|
53
|
13
|
12
|
11
|
10
|
9
|
3
|
大同
|
-17
|
50
|
10
|
9
|
8
|
7
|
6
|
4
|
太原
|
-12
|
51
|
11
|
10
|
9
|
8
|
7
|
5
|
呼和浩特
|
-19
|
56
|
10
|
8
|
7
|
6
|
5
|
6
|
沈阳
|
-19
|
64
|
10
|
8
|
7
|
6
|
5
|
7
|
石家庄
|
-8
|
52
|
13
|
12
|
11
|
10
|
9
|
8
|
济南
|
-7
|
54
|
11
|
9
|
8
|
7
|
6
|
9
|
郑州
|
-5
|
60
|
14
|
12
|
11
|
10
|
8
|
10
|
兰州
|
-11
|
58
|
10
|
8
|
7
|
6
|
5
|
11
|
银川
|
-15
|
58
|
9
|
7
|
6
|
5
|
4
|
12
|
乌鲁木齐
|
-22
|
80
|
10
|
8
|
7
|
6
|
5
|
由上表可以看出,冬季采暖季节,虽然室外湿度较高,但由于室内空气采暖升温,导致室内空气湿度急剧下降,且室内空气升温越大,相对湿度越小;且室内相对湿度均在15%以下,远远不能满足30%~60%的湿度要求。因此,目前我国的供暖系统仅能满足温度的要求,还远远不能满足湿度的要求。
三、冬季采暖季节室内加湿的必要性
寒冷季节里取暖设施为室内升温,室内温度越高,空气就会越干燥。冬季室内空气干燥,已经严重影响了人们的生产生活。下面从四个方面简要介绍一下由于室内空气干燥造成的危害:
1. 健康方面来说:
1)环境湿度过低使流感病毒和致病力强的革兰氏阳性菌繁殖速度加快,而且随粉尘扩散,引起疾病流行;2)环境湿度过低可使人的呼吸系统抵抗力下降,诱发和加重呼吸系统疾病;3)靠空气传播的细菌在干空气中散播的速度比湿空气来得快;4)当湿度在45%~55%之间时,肺炎球菌、葡萄状球菌和链球菌的死亡速度要比湿度高于70%或低于20%时快20倍;ASHRAE(美国采暖、制冷与空调工程师协会)于1979年指出:干燥会使鼻内组织破裂,使得吸入的微生物直接进入血液之中。
2. 从舒适性方面来说:
1)空气湿度会影响烟气(烟焦油的悬浮物和各种气体)和臭气对人的嗅觉感觉。在恒定的干球温度下随湿度的增加,烟臭及其他气体的气味对人嗅觉的感觉显著降低,对眼睛和鼻子的刺激也减弱。 2)空气就象一块海绵,它会从任何地方吸收湿气。干燥空气的吸湿性非常好,如果空气吸收的湿气是来自人的皮肤,皮肤将会被冷却,你就会感到凉爽或冷,即使将室温提高你也会感到冷。
3. 从损害家庭投资来说:
保持室内一定的相对湿度有利于保护家庭投资:
对湿度35%以下时,物体上会产生静电。人体含有20,000伏特静电的能力,人的身体所带有的静电可破坏家庭中的电脑和其他电器设备。
干燥的空气会使家具、木制品和硬木地板变形,爆裂,使木制器具如木管乐器、钢琴变调。
4. 现代工业生产的工艺过程同样受空气湿度的制约。
因为设备功能和加工工艺中有很多关键的变动因素都与温湿度有关。表3为湿度对各生产行业的影响
序号
|
行 业
|
湿 度 要 求
|
加 湿 目 的
|
1
|
低 温 保 鲜
|
70~95%RH
|
保持水分含有率,抑制物质表面水分的蒸发,防止损耗,防止干裂,保持新鲜度。
|
2
|
博物馆、美术馆、图书馆
|
40~55%RH
|
为使收藏品不变质、不变形,创造保存环境
|
3
|
计算机房和语音播音室
|
40~60%RH
|
维护精密机器的性能,创造舒适的室内工作环境,防止静电,延长机器的使用寿命
|
4
|
保龄球馆
|
50~60%RH
|
保持湿度,防止球道干裂、变形
|
5
|
大棚栽培
|
70~90%RH
|
创造适合栽培过程的湿度环境
|
6
|
爆炸物防火厂 房
|
70~60%RH
|
防止产生静电、防止爆炸
|
7
|
医药厂房
|
40~50%RH
|
保持药品质量
|
8
|
手术室
|
40~60%RH
|
抑制细菌数增多、创造良好的治疗环境
|
9
|
印 刷
|
60~65%RH
|
保持纸张的含水率、使之不变形,防止静电
|
10
|
纺 织
|
50~85%RH
|
防止断线、保持产品质量,防止产生静电
|
11
|
食品加工
|
50~75%RH
|
保证质量、创造适度的发酵条件,防止静电
|
12
|
涂装厂房
|
≥60%RH
|
增加漆对金属的附着力,消除静电
|
13
|
精密机械加工
|
40~65%RH
|
提高产品加工精度
|
14
|
电子厂房
|
40~60%RH
|
防止静电、延缓电子元器件的老化过程
|
15
|
塑 料 厂
|
50~60%RH
|
提高产品质量、提高合格率
|
16
|
卷 烟 厂
|
60~75%RH
|
减少烟叶破碎,满足生产工艺要求
|
四、几种加湿方式
为了给人们的工作和生活创造适宜的湿度环境,目前市场上出现了各种型式的加湿器,如超声波加湿器、电加热型加湿器、纯净型加湿器和虹吸式加湿器,其工作原理和特点如下:
超声波加湿器:超声波加湿器利用高频震荡将水分子从分子状态分离,形成雾粒,通过风动装置,将水雾均匀地扩散到空气中,从而达到加湿目的。它具有加湿强度大、耗电量小、噪音低、使用寿命较长等特点。
电加热型加湿器:电加热型加湿器是一种利用发热体将水加热至沸点,产生水蒸汽并释放到空气中实现加湿的传统的纯功能型产品。由于是热式蒸发,水中杂质沉积于箱底,不会随水蒸汽蒸发到空气中。它的缺陷是耗电量大、功能单一,加湿器上容易结垢。
纯净型加湿器:纯净加湿器采用分子级选择性挥发技术,利用特殊的机芯过滤空气中的尘埃、吸附水中的杂质,再通过微加热实现加湿。它送入空气中的水分子极为纯净,不会出现“白粉”现象,但对水质要求非常苛刻,一定要用纯净水,否则会缩短滤芯的使用寿命和加湿质量。
虹吸式加湿器:它采用分子级选择性挥发技术,通过PTC材料使水直接挥发,在工作过程中看不见水气,由于空气在循环过程中要经过抗菌过滤网,所以这种加湿器还能起到净化室内空气的作用。虹吸式加湿器噪音大但性能好。
五、结论
综上所述,我国北方地区冬季供暖房间的相对湿度普遍较低,必须采用加湿器或其他措施适当加湿,以增加室内环境的舒适性。