Гигиеническое значение и оценка влажности воздуха
Влажность воздуха в значительной степени влияет на теплообмен человека с окружающей средой, поскольку то или иное значение влажности воздуха определяет возможность перегревания или переохлаждения организма. Это связано с изменением физических свойств воздуха в зависимости от содержания влаги и, с другой стороны, - влиянием влажности на интенсивность потоотделения.
Влажность приземного слоя атмосферы является одним из важнейших элементов характеристики климата земной поверхности, определяет количество атмосферных осадков. Конденсируясь в туман, воздушная влага обусловливает помутнение атмосферы, вследствие чего происходит задержка солнечной радиации из-за ее поглощения и рассеивания. В особенности это относится к наиболее биологически активной коротковолновой части солнечного спектра (ультрафиолетовые лучи).
В промышленных районах туман может поглощать различные промышленные газы, в том числе и токсические, которые, реагируя с водой, образуют различные вредные соединения, осаждающиеся на здания, тротуары, одежду людей и т.д. У людей появляется ощущение металлического привкуса во рту, жжение в носоглотке, слезотечение.
При гигиенической оценке влажности воздуха оперируют, как правило, следующими понятиями.
Абсолютная влажность – упругость водяных паров (парциальное давление) в момент исследования, выраженная в миллиметрах ртутного столба, или масса водяных паров, находящихся в 1 м3 воздуха в момент исследования, выраженная в г.
Максимальная влажность – упругость или масса водяных паров, которые могут полностью насытить 1 м3 воздуха при данной температуре. Так как при определенной температуре величина максимальной влажности является постоянной, то ее определяют по справочным таблицам (таблицы 5 и 6).
Относительная влажность – отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.
Дефицит насыщения – разница между максимальной и абсолютной влажностью.
Точка росы – температура воздуха, при которой водяные пары начинают образовывать конденсат.
Для учета гигиенического значения влажности принимается во внимание не столько абсолютная влажность, сколько относительная, так как она в большей степени дает возможность судить о влиянии водяных паров воздуха на теплообмен. Также в этом плане информативен показатель дефицита насыщения. Данное положение становится понятным, если учесть, что при различных значениях абсолютной влажности в зависимости от температуры воздуха, определяющей максимальную влажность, относительная влажность или дефицит насыщения могут быть различными.
Влажность в сочетании с температурным фактором оказывает большое влияние на организм. Так, например, низкий уровень относительной влажности при высокой температуре воздуха вызывает сухость слизистых оболочек и появление микротрещин. Высокая температура воздуха переносится значительно легче при низких показателях относительной влажности, так как создаются более оптимальные условия для теплоотдачи за счет потоотделения, испарения пота. При высоких уровнях влажности воздуха в сочетании с высокой температурой (климат тропиков) человек чувствует себя хуже, так как затрудняется отдача тепла испарением. Из-за этих условий может ухудшаться общее самочувствие, понижается работоспособность.
Сочетание высокой влажности воздуха с низкой температурой вызывает противоположный эффект – быстрое переохлаждение организма за счет увеличения отдачи тепла, так как при низких температурах влажный воздух становиться сравнительно хорошим проводником тепла и вызывает ощущение зябкости. Продолжительное и частое пребывание людей в условиях повышенной влажности и низкой температуры воздуха отягощает течение таких заболеваний, как нефрит, полиневрит, ангина, ревматизм, пневмония, катар верхних дыхательных путей, грипп.
Таблица 5
Максимальное напряжение водяных паров при разных температурах воздуха,
Мм рт. ст.
| tоС | Десятые доли градуса | |||||||||
| -5 | 3,16 | 3,13 | 3,11 | 3,09 | 3,06 | 3,04 | 3,02 | 2,99 | 2,97 | 2,95 |
| -4 | 3,40 | 3,38 | 3,35 | 3,33 | 3,30 | 3,28 | 3,25 | 3,23 | 3,21 | 3,18 |
| -3 | 3,67 | 3,64 | 3,62 | 3,59 | 3,56 | 3,53 | 3,51 | 3,48 | 3,46 | 3,43 |
| -2 | 3,95 | 3,92 | 3,89 | 3,86 | 3,84 | 3,81 | 3,78 | 3,75 | 3,72 | 3,70 |
| -1 | 4,26 | 4,22 | 4,19 | 4,16 | 4,13 | 4,10 | 4,07 | 4,04 | 4,01 | 3,98 |
| 4,58 | 4,61 | 4,65 | 4,68 | 4,72 | 4,75 | 4,78 | 4,82 | 4,86 | 4,89 | |
| 4,93 | 4,96 | 5,00 | 5,03 | 5,07 | 5,11 | 5,14 | 5,18 | 5,22 | 5,26 | |
| 5,29 | 5,23 | 5,37 | 5,41 | 5,45 | 5,49 | 5,52 | 5,56 | 5,60 | 5,64 | |
| 5,68 | 5,72 | 5,77 | 5,81 | 5,85 | 5,89 | 5,93 | 5,97 | 6,02 | 6,06 | |
| 6,10 | 6,14 | 6,19 | 6,23 | 6,27 | 6,32 | 6,36 | 6,41 | 6,45 | 6,50 | |
| 6,54 | 6,59 | 6,64 | 6,68 | 6,73 | 6,78 | 6,82 | 6,87 | 6,92 | 6,96 | |
| 7,01 | 7,06 | 7,11 | 7,16 | 7,21 | 7,26 | 7,31 | 7,36 | 7,41 | 7,46 | |
| 7,51 | 7,56 | 7,62 | 7,67 | 7,72 | 7,78 | 7,83 | 7,88 | 7,94 | 7,99 | |
| 8,04 | 8,10 | 8,16 | 8,21 | 8,27 | 8,32 | 8,38 | 8,44 | 8,49 | 8,55 | |
| 8,62 | 8,67 | 8,73 | 8,79 | 8,84 | 8,90 | 8,96 | 9,02 | 9,09 | 9,15 | |
| 9,21 | 9,27 | 9,33 | 9,40 | 9,46 | 9,52 | 9,58 | 9,65 | 9,71 | 9,78 | |
| 9,84 | 9,91 | 9,98 | 10,04 | 10,11 | 10,18 | 10,24 | 10,31 | 10,38 | 10,45 | |
| 10,52 | 10,59 | 10,66 | 10,73 | 10,80 | 10,87 | 10,94 | 11,01 | 11,08 | 11,16 | |
| 11,23 | 11,30 | 11,38 | 11,45 | 11,53 | 11,60 | 11,68 | 11,76 | 11,83 | 11,91 | |
| 11,99 | 12,06 | 12,14 | 12,22 | 12,30 | 12,38 | 12,46 | 12,54 | 12,62 | 12,71 | |
| 12,79 | 12,87 | 12,95 | 13,04 | 13,12 | 13,20 | 13,29 | 13,38 | 13,46 | 13,55 | |
| 13,63 | 13,72 | 13,81 | 13,90 | 13,99 | 14,08 | 14,17 | 14,26 | 14,35 | 14,44 | |
| 14,53 | 14,62 | 14,72 | 14,81 | 14,90 | 15,00 | 15,09 | 15,19 | 15,28 | 15,38 | |
| 15,48 | 15,58 | 15,67 | 15,77 | 15,87 | 15,97 | 16,07 | 16,17 | 16,27 | 16,37 | |
| 16,48 | 16,58 | 16,67 | 16,79 | 16,89 | 17,00 | 17,10 | 17,21 | 17,32 | 17,43 | |
| 17,54 | 17,64 | 17,75 | 17,86 | 17,97 | 18,08 | 18,20 | 18,31 | 18,42 | 18,54 | |
| 18,65 | 18,76 | 18,88 | 19,00 | 19,11 | 19,23 | 19,35 | 19,47 | 19,59 | 19,71 | |
| 19,83 | 19,95 | 20,07 | 20,19 | 20,32 | 20,44 | 20,56 | 20,69 | 20,82 | 20,94 | |
| 21,07 | 21,20 | 21,32 | 21,45 | 21,58 | 21,71 | 21,82 | 21,98 | 22,10 | 22,24 | |
| 22,38 | 22,51 | 22,65 | 22,78 | 22,92 | 23,06 | 23,20 | 23,34 | 23,48 | 23,62 | |
| 23,76 | 23,90 | 24,04 | 24,18 | 24,33 | 24,47 | 24,62 | 24,76 | 24,91 | 25,06 | |
| 25,21 | 25,36 | 25,51 | 25,66 | 25,81 | 25,96 | 26,12 | 26,27 | 26,43 | 26,58 | |
| 26,76 | 26,90 | 27,06 | 27.21 | 27,37 | 27,54 | 27,70 | 27,86 | 28,02 | 28,18 | |
| 28,35 | 28,51 | 28,68 | 28,85 | 29,02 | 29,18 | 29.35 | 29,52 | 29,70 | 29,87 | |
| 30,04 | 30,22 | 30,39 | 30,57 | 30,74 | 30,92 | 31,10 | 31,28 | 31,46 | 31,64 | |
| 31,82 | 32,01 | 32,19 | 32,38 | 32,56 | 32,75 | 32,93 | 33,12 | 33,31 | 33,50 | |
| 33,70 | 33,89 | 34,08 | 34,28 | 34,47 | 34,67 | 34,86 | 35,06 | 35,26 | 35,46 | |
| 35,66 | 35,86 | 36,07 | 36,27 | 36,48 | 36,68 | 36,89 | 37,10 | 37,31 | 37,52 | |
| 37,73 | 37,94 | 38,16 | 38,37 | 38,58 | 38,80 | 39,02 | 39,24 | 39,46 | 39,68 | |
| 39,90 | 40,12 | 40,34 | 40,57 | 40,80 | 41,02 | 41,25 | 41,48 | 41,71 | 41,94 | |
| 41,78 | 49,26 | 58,34 | 118,04 | 433,60 | ||||||
| 35,5 | 42,96 | 38,5 | 50,61 | 61,50 | 149,38 | 525,76 | ||||
| 44,16 | 52,00 | 64,80 | 187,54 | 633,90 | ||||||
| 36,5 | 45,39 | 39,5 | 53,41 | 68,26 | 233,70 | 760,00 | ||||
| 46,65 | 54,87 | 71,88 | 289,10 | 906,10 | ||||||
| 37,5 | 47,94 | 40,5 | 56,35 | 92,51 | 355,10 | 1074,6 |
Таблица 6
Максимальное напряжение водяных паров надо льдом при температурах ниже 0о,
Мм рт. ст.
| tоС | Десятые доли градуса | |||||||||
| -20 | 0,77 | 0,76 | 0,76 | 0,75 | 0,74 | 0,74 | 0,73 | 0,72 | 0,72 | 0,71 |
| -19 | 0,85 | 0,84 | 0,83 | 0,83 | 0,82 | 0,81 | 0,80 | 0,80 | 0,79 | 0,78 |
| -18 | 0,94 | 0,93 | 0,92 | 0,91 | 0,90 | 0,89 | 0,88 | 0,88 | 0,87 | 0,86 |
| -17 | 1,03 | 1,02 | 1,01 | 1,00 | 0,99 | 0,98 | 0,97 | 0,96 | 0,95 | 0,94 |
| -16 | 1,13 | 1,12 | 1,11 | 1,10 | 1,09 | 1,08 | 1,07 | 1,06 | 1,05 | 1,04 |
| -15 | 1,24 | 1,23 | 1,22 | 1,20 | 1,19 | 1,18 | 1,17 | 1,16 | 1,15 | 1,14 |
| -14 | 1,36 | 1,34 | 1,33 | 1,32 | 1,31 | 1,30 | 1,28 | 1,27 | 1,26 | 1,25 |
| -13 | 1,49 | 1,47 | 1,46 | 1,45 | 1,43 | 1,42 | 1,41 | 1,39 | 1,38 | 1,37 |
| -12 | 1,63 | 1,61 | 1,60 | 1,58 | 1,57 | 1,56 | 1,54 | 1,53 | 1,51 | 1,50 |
| -11 | 1,78 | 1,76 | 1,75 | 1,73 | 1,72 | 1,70 | 1,69 | 1,67 | 1,66 | 1,64 |
| -10 | 1,95 | 1,93 | 1,91 | 1,89 | 1,88 | 1,86 | 1,84 | 1,83 | 1,81 | 1,80 |
| -9 | 2,12 | 2,11 | 2,09 | 2,07 | 2,05 | 2,03 | 2,02 | 2,00 | 1,98 | 1,96 |
| -8 | 2,32 | 2,30 | 2,28 | 2,26 | 2,24 | 2,22 | 2,20 | 2,18 | 2,16 | 2,14 |
| -7 | 2,53 | 2,51 | 2,49 | 2,47 | 2,45 | 2,42 | 2,40 | 2,38 | 2,36 | 2,34 |
| -6 | 2,76 | 2,74 | 2,71 | 2,69 | 2,67 | 2,64 | 2,62 | 2,60 | 2,58 | 2,55 |
| -5 | 3,01 | 2,98 | 2,96 | 2,93 | 2,91 | 2,88 | 2,86 | 2,83 | 2,81 | 2,78 |
| -4 | 3,28 | 3,25 | 3,22 | 3,19 | 3,17 | 3,14 | 3,11 | 3,09 | 3,06 | 3,03 |
| -3 | 3,57 | 3,54 | 3,51 | 3,48 | 3,45 | 3,42 | 3,39 | 3,36 | 3,33 | 3,30 |
| -2 | 3,88 | 3,85 | 3,82 | 3,78 | 3,75 | 3,72 | 3,69 | 3,66 | 3,63 | 3,60 |
| -1 | 4,22 | 4,18 | 4,15 | 4,11 | 4,08 | 4,04 | 4,01 | 3,98 | 3,94 | 3,91 |
| 4,58 | 4,54 | 4,50 | 4,47 | 4,43 | 4,40 | 4,36 | 4,32 | 4,29 | 4,25 |
При оценке влажности воздуха последний считается сухим, если относительная влажность до 55%, умеренно сухим – 56–70%, умеренно влажным – 71–85%, сильно влажным – свыше 85%.
Гигиенический норматив относительной влажности в жилых помещениях, в учебных аудиториях, больничных палатах составляет 30–60%. При температуре воздуха 16-20°С и очень слабом движении воздуха влажность должна быть в пределах 40-60%. Во время выполнения физической работы при температуре около 20°С относительная влажность воздуха должна составлять 30-40%, при температуре выше 25°С – снижаться до 20%.
Большое значение придается нормированию влажности воздуха в производственных помещениях, которое осуществляется в комплексе с температурным фактором.
Меры борьбы с высокой влажностью в помещениях заключаются в соблюдении установленных гигиенических норм объема воздуха на одного человека (воздушный куб), устройстве рациональной вентиляции, изоляции стен здания от грунтовой воды. В кухнях и ванных помещениях предусматривают повышенные нормы вентиляции. В производственных помещениях должны проводиться мероприятия, направленные на уменьшение поступления в воздух водяных паров, обеспечение своевременного их удаления (специальная вентиляция), а также недопущение конденсации водных паров на стенах, потолках.
Особое значение имеет поддержание оптимальной влажности воздуха в больничных помещениях в связи с тем, что, как указывалось выше, она при высоком уровне может в значительной степени усугублять течение целого ряда заболеваний.
Измерение влажности воздуха
Психрометр стационарный (психрометр станционный, психрометр Августа) (рисунок 14). Принцип действия данного прибора основан на разности показаний двух одинаковых термометров, один из которых («сухой») показывает температуру окружающего воздуха, а другой («влажный») собственную температуру, зависящую от интенсивности испарения воды с поверхности его резервуара. Резервуар «влажного» термометра обернут гигроскопичной тканью (марля, батист), смачиваемой дистиллированной водой. Чем ниже относительная влажность воздуха, тем интенсивнее испарение воды с поверхности влажного термометра и тем значительнее разница в показаниях термометров. По величине этой разности, называемой «психрометрической», и температуре воздуха с помощью специальных формул, таблиц или номограмм определяют сначала абсолютную, затем относительную влажность.
 Рис. 14. Психрометр стационарный | Данный прибор широко используется в тех случаях, когда необходим постоянный контроль за влажностью воздуха. В частности, он используется на метеорологических станциях, где помещается в так называемые «психрометрические будки» (приложения 1 и 2), защищающие термометры психрометра от воздействия привходящих влияний (движение воздуха, лучистое тепло), могущих в значительной степени исказить результаты определения влажности из-за возможного влияния на интенсивность испарения влаги с «влажного» термометра. Данный прибор используется в ряде производств, где влажность воздуха может определять качество выпускаемой продукции, например, в табачном производстве. Постоянный контроль за влажностью воздуха необходим в книгохранилищах, библиотеках и т.д. целесообразно проводить постоянный контроль за влажностью воздуха в помещениях лечебно-профилактических учреждений. Как правило, в станционных психрометрах используются более точные ртутные термометры. Однако в бытовых условиях, где отсутствует необходимость в высокой точности определения, в целях безопасности можно использовать спиртовые термометры («бытовой психрометр»). Порядок определения влажности воздуха с помощью стационарного психрометра. Термометры «сухой» и «влажный», помещаются на специальный штатив или открытый футляр, обеспечивающий расстояние между термометрами не менее 4-5см. воспринимающий резервуар оборачивают марлей или батистом, закрепляют их на нем, а конец материала опускают в стаканчик с дистиллированной водой. |
Расстояние от термометра до верхнего края стаканчика должно быть не менее 3-4 см. По возможности обеспечивают защиту резервуаров термометров от влияния движения воздуха и лучистого тепла с помощью специальных кожухов или устанавливают психрометр в соответствующих местах с наименьшим влиянием указанных условий, хотя полностью нивелировать воздействия данных факторов в станционном психрометре не представляется возможным.
Показания прибора снимаются, когда прекратится снижение ртутного столба в капилляре влажного термометра. Для постоянного контроля за влажностью воздуха необходимо контролировать уровень дистиллированной воды в резервуаре и своевременно пополнять его. В этом случае исследователю остается лишь в определенное время снять показания термометров и приступить к расчетам влажности воздуха.
Абсолютную влажность при работе со станционным психрометром рассчитывают по формуле Реньо:
(3)
К – искомая абсолютная влажность, мм рт. ст.;
f – максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра (находят по таблицам 5 или 6), мм рт. ст.;
А – психрометрический коэффициент (находят по таблице 7);
t – температура сухого термометра, оС
t1 – температура влажного термометра, оС;
В – барометрическое давление, мм рт. ст.
Таблица 7
Величины психрометрических коэффициентов а в зависимости