根據ASHRAE標準,人體熱舒適為人對熱環境表示滿意的主觀感覺。影響人體熱舒適的因素有環境參數和人自身參數,前者主要有空氣溫度、空氣速度、空氣相對濕度和平均輻射溫度,后者主要有衣服熱阻和勞動強度。
舒適的室內環境不僅有溫度要求,而且有濕度要求。適宜的室內溫濕度環境可以抑制細菌、病毒的傳播,有效降低流感疾病的發生。根據、衛生部、國家聯合發布的我國部《室內空氣質量標準》(見表1),冬季采暖室內的濕度應保持在30~60%。居室加濕的狀態是窗戶上出現霧氣。
表1:室內空氣質量標準
序 號 | 參數類別 | 參 數 | 單 位 | 標 準 值 | 備 注 |
1 | 物理性 | 溫度 | ℃ | 22-28 | 夏季空調 |
16-24 | 冬季采暖 | ||||
2 | 相對濕度 | % | 40-80 | 夏季空調 | |
30-60 | 冬季采暖 | ||||
3 | 空氣流速 | m/s | 0.3 | 夏季空調 | |
0.2 | 冬季采暖 |
二、冬季室內環境現狀
根據我國氣象資料,我國北方以北京為例,全年的相對濕度為35%~70%,年平均為56%左右,但到冬季采暖季節,室內空氣由于采暖升溫,相對濕度急劇下降,例如對冬季溫度-5℃,相對濕度50%的室外空氣,當溫度升高到20℃時,相對濕度下降至13%,比撒哈拉大沙漠的相對濕度25%還要低。氣象資料顯示,在北方地區的整個供暖期內,在不使用任何加濕設備的情況下,居民住戶室內平均僅有2.5天達到健康濕度(40%RH~60%RH)。表1為我國部分城市冬季采暖季節室內空氣加熱前后的濕度狀況。
序號 | 地 區 | 室外空氣參數 | 室 內 空 氣 參 數 | |||||
溫 度℃ | 相對濕度% | 溫度:16℃ | 溫度:18℃ | 溫度:20℃ | 溫度:22℃ | 溫度:24℃ | ||
相對濕度% | 相對濕度% | 相對濕度% | 相對濕度% | 相對濕度% | ||||
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 | 沈陽 | -19 | 64 | 10 | 8 | 7 | 6 | 5 |
7 | 石家莊 | -8 | 52 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 |
8 | 濟南 | -7 | 54 | 11 | 9 | 8 | 7 | 6 |
9 | 鄭州 | -5 | 60 | 14 | 12 | 11 | 10 | 8 |
10 | 蘭州 | -11 | 58 | 10 | 8 | 7 | 6 | 5 |
11 | 銀川 | -15 | 58 | 9 | 7 | 6 | 5 | 4 |
12 | 烏魯木齊 | -22 | 80 | 10 | 8 | 7 | 6 | 5 |
由上表可以看出,冬季采暖季節,雖然室外濕度較高,但由于室內空氣采暖升溫,導致室內空氣濕度急劇下降,且室內空氣升溫越大,相對濕度越??;且室內相對濕度均在15%以下,遠遠不能滿足30%~60%的濕度要求。因此,目前我國的供暖系統僅能滿足溫度的要求,還遠遠不能滿足濕度的要求。
寒冷季節里取暖設施為室內升溫,室內溫度越高,空氣就會越干燥。冬季室內空氣干燥,已經嚴重影響了人們的生產生活。下面從四個方面簡要介紹一下由于室內空氣干燥造成的危害:
1. 健康方面來說:
1)環境濕度過低使流感病毒和致病力強的革蘭氏陽性菌繁殖速度加快,而且隨粉塵擴散,引起疾病流行;2)環境濕度過低可使人的呼吸系統抵抗力下降,誘發和加重呼吸系統疾病;3)靠空氣傳播的細菌在干空氣中散播的速度比濕空氣來得快;4)當濕度在45%~55%之間時,肺炎球菌、葡萄狀球菌和鏈球菌的死亡速度要比濕度高于70%或低于20%時快20倍;ASHRAE(美國采暖、制冷與空調工程師協會)于1979年指出:干燥會使鼻內組織破裂,使得吸入的微生物直接進入血液之中。
2. 從舒適性方面來說:
1)空氣濕度會影響煙氣(煙焦油的懸浮物和各種氣體)和臭氣對人的嗅覺感覺。在恒定的干球溫度下隨濕度的增加,煙臭及其他氣體的氣味對人嗅覺的感覺顯著降低,對眼睛和鼻子的刺激也減弱。 2)空氣就象一塊海綿,它會從任何地方吸收濕氣。干燥空氣的吸濕性非常好,如果空氣吸收的濕氣是來自人的皮膚,皮膚將會被冷卻,你就會感到涼爽或冷,即使將室溫提高你也會感到冷。
3. 從損害家庭投資來說:
保持室內一定的相對濕度有利于保護家庭投資:
對濕度35%以下時,物體上會產生靜電。人體含有20,000伏特靜電的能力,人的身體所帶有的靜電可破壞家庭中的電腦和其他電器設備。
干燥的空氣會使家具、木制品和硬木地板變形,爆裂,使木制器具如木管樂器、鋼琴變調。
4. 現代工業生產的工藝過程同樣受空氣濕度的制約。
因為設備功能和加工工藝中有很多關鍵的變動因素都與溫濕度有關。表3為濕度對各生產行業的影響
序號 | 行 業 | 濕 度 要 求 | 加 濕 目 的 |
1 | 低 溫 保 鮮 | 70~95%RH | 保持水分含有率,抑制物質表面水分的蒸發,防止損耗,防止干裂,保持新鮮度。 |
2 | 博物館、美術館、圖書館 | 40~55%RH | 為使收藏品不變質、不變形,創造保存環境 |
3 | 計算機房和語音播音室 | 40~60%RH | 維護精密機器的性能,創造舒適的室內工作環境,防止靜電,延長機器的使用壽命 |
4 | 保齡球館 | 50~60%RH | 保持濕度,防止球道干裂、變形 |
5 | 大棚栽培 | 70~90%RH | 創造適合栽培過程的濕度環境 |
6 | 爆炸物防火廠 房 | 70~60%RH | 防止產生靜電、防止爆炸 |
7 | 醫藥廠房 | 40~50%RH | 保持藥品質量 |
8 | 手術室 | 40~60%RH | 抑制細菌數增多、創造良好的治療環境 |
9 | 印 刷 | 60~65%RH | 保持紙張的含水率、使之不變形,防止靜電 |
10 | 紡 織 | 50~85%RH | 防止斷線、保持產品質量,防止產生靜電 |
11 | 食品加工 | 50~75%RH | 保證質量、創造適度的發酵條件,防止靜電 |
12 | 涂裝廠房 | ≥60%RH | 增加漆對金屬的附著力,消除靜電 |
13 | 精密機械加工 | 40~65%RH | 提高產品加工精度 |
14 | 電子廠房 | 40~60%RH | 防止靜電、延緩電子元器件的老化過程 |
15 | 塑 料 廠 | 50~60%RH | 提高產品質量、提高合格率 |
16 | 卷 煙 廠 | 60~75%RH | 減少煙葉破碎,滿足生產工藝要求 |
超聲波加濕器:超聲波加濕器利用高頻震蕩將水分子從分子狀態分離,形成霧粒,通過風動裝置,將水霧均勻地擴散到空氣中,從而達到加濕目的。它具有加濕強度大、耗電量小、噪音低、使用壽命較長等特點。
電加熱型加濕器:電加熱型加濕器是一種利用發熱體將水加熱至沸點,產生水蒸汽并釋放到空氣中實現加濕的傳統的純功能型產品。由于是熱式蒸發,水中雜質沉積于箱底,不會隨水蒸汽蒸發到空氣中。它的缺陷是耗電量大、功能單一,加濕器上容易結垢。
純凈型加濕器:純凈加濕器采用分子級選擇性揮發技術,利用特殊的機芯過濾空氣中的塵埃、吸附水中的雜質,再通過微加熱實現加濕。它送入空氣中的水分子極為純凈,不會出現“白粉”現象,但對水質要求非??量?,一定要用純凈水,否則會縮短濾芯的使用壽命和加濕質量。
虹吸式加濕器:它采用分子級選擇性揮發技術,通過PTC材料使水直接揮發,在工作過程中看不見水氣,由于空氣在循環過程中要經過抗菌過濾網,所以這種加濕器還能起到凈化室內空氣的作用。虹吸式加濕器噪音大但性能好。
五、結論
綜上所述,我國北方地區冬季供暖房間的相對濕度普遍較低,必須采用加濕器或其他措施適當加濕,以增加室內環境的舒適性。