1.3. Гігрометрія

У гігієнічній практиці вологість повітря характеризується від­носною вологістю — відсотковим співвідношенням абсолютної та максимальної вологості в момент спостереження.

Абсолютна вологість — це кількість вологи (в грамах), що мі­ститься в 1 м³ повітря при даній температурі. Для розрахунків кори­стуються також парціальним тиском — пружністю водяної пари, яку вимірюють у міліметрах ртутного стовпчика. Абсолютна вологість повітря корелює з пружністю водяної пари, що містит+ься в ньому при тій же температурі.

Пружність водяної пари не може збільшуватися безмежно за ра­хунок надходження вологи ззовні й має певне максимальне значен-

ня. Максимальна вологість — це максимально можливе насичення повітря водяною парою при даній температурі. Визначають її за до­помогою табл. 2.

Абсолютну вологість повітря визначають за допомогою психро­метрів.

Станційний психрометр Августа (мал. 5) складається з двох спиртових термометрів — сухого та вологого, зафіксованих

паралельно один до одного на відстані 5 см на спеціальному штати­ві або у відкритому футлярі. Сухим термометром вимірюють тем­пературу повітря. Резервуар вологого термометра обгорнутий тон­кою тканиною (батист, марля), кінець якої опущений у посуд з ди­стильованою водою. Завдяки випаровуванню з поверхні тканини вологий термометр буде охолоджуватись і показуватиме нижчу тем­пературу, ніж сухий. Зі зменшенням вологості досліджуваного по­вітря інтенсивність випаровування зростає і відповідно збільшуєть­ся різниця між показами сухого та вологого термометрів. Щоб ви­паровування відбувалось нормально, верхній край посудини з ди­стильованою водою повинен бути на відстані 3 см від резервуара вологого термометра. При визначенні вологості повітря резервуар слід захистити від джерел випромінювання, тепла навколишніх тіл і руху повітря. Через 10-15 хв від початку визначення, за умови, що вся тканина просочилася вологою, знімають покази термометрів і обчислюють абсолютну вологість за формулою Реньо:

де А — абсолютна вологість, мм рт.ст.; d — максимальний тиск шм рт. ст.) водяної пари у повітрі при температурі вологого термомет­ра (значення беруть із табл. 2); а — психрометричний коефіцієнт, який дорівнює 0,00128 при визначенні вологості в нерухомому кім­натному повітрі, 0,0010 — у приміщенні з невеликим рухом повітря, 0,0009 — у зовнішній атмосфері в безвітряну погоду та 0,00079 — за наявності невеликого вітру; t_c — температура сухого термометра, °С; £_в — температура вологого термометра, °С; Н — атмосферний тиск під час дослідження, мм рт.ст.

Аспіраційний психрометр Ассмана (мал. 6) також складається з сухого й вологого ртутних термометрів. Обидва тер­мометри поміщено в металеву оправу, а їх резервуари захищені подвійними металевими гільзами від впливу променевої раді­ації.

У верхній частині приладу розташований вентилятор, який за­безпечує рівномірне обдування з усіх боків резервуарів термомет­рів, що сприяє більш рівномірному, ніж у станційному психромет­рі, випаровуванню води, яке не залежить від швидкості руху по­вітря у приміщенні. Тому аспірацшний психрометр є більш до­сконалим приладом. При визначенні вологості повітря після фік­сації приладу в місці визначення тканину, якою обгорнутий резер­вуар вологого термометра, змочують дистильованою водою за до­помогою спеціальної піпетки або груші, потім спеціальним ключем (якщо вентилятор пружинний) або шляхом під'єднання приладу до електромережі (якщо вентилятор електричний) заводять вен­тилятор. Досліджуване повітря засмоктується у металеві гільзи, в яких розташовані резервуари термометрів переходить у верти­кальну металеву трубку між термометрами і викидається через отвір у верхній чистині приладу

Абсолютну вологість повітря визнвчають за.формулою Шпрунга

де А — абсолютна вологість, мм рт. ст.;В — максимальна вологість (мм рт. ст.) при температурі вологого термометра; t_c — температу­ра сухого термометра, °С; £_в — температура вологого термометра, °С; Н — атмосферний тиск під час дослідження, мм рт. ст.; 0,5 — сталий психрометричний коефіцієнт; 755 — середній атмосферний тиск, мм рт. ст.

Відносну вологість для обидвох психрометрів обчислюють за формулою

де С — відносна вологість, %; А — абсолютна вологість повітря, мм рт. ст.; F — максимальна вологість (мм рт. ст.) при температурі сухого термометра.

Відносну вологість повітря за показами станційного психрометра також можна знайти, послуговуючись табл.З, а за показами аспіра-ційного психрометра — за табл. 4.

"

Для безпосереднього визначення відносної вологості інколи використову­ють волосяні або плівкові гігрометри.

У волосяному гігрометрі (мал. 7) добре очищена і знежирена світ­ла волосина одним кінцем прикріплена до рамки штатива, а другим — переки­нута через блок. Волосина трішки на­тягнута за допомогою невеликого ван­тажу. При вологому повітрі волосина видовжується, при сухому — скорочу­ється. До блока прилаштовано стрілку, яка залежно від зміни довжини воло­сини переміщується вздовж шкали, гра­дуйованої у відсотках відносної воло­гості.

Плівковий гігрометр являє собою металевий каркас зі шкалою і стрілкою. Стрілка з'єднана з натягну­тою на металеве кільце біологічною плівкою, розширення або скорочення якої передається стрілці, що пересува­ється вздовж шкали.

Для безперервної реєстрації змін відносної вологості повітря упродовж доби, тижня застосовують гігрографи (добові, тиж­неві) (мал. 8). Гігрограф побудований за зразком термографа, але відрізняється від нього сприймальною частиною, яка являє собою пучок знежирених волосин. Обидва кінці пучка нерухомо зафік­совані на спеціальній рамці, а його середина — на гачку, який за допомогою системи важелів з'єднується зі стрілкою з пером. Змі­ни довжини волосин передаються на перо, яке креслить криву ходу відносної вологості (гігрограму) на стрічці циліндра з го-

динниковнм механізмом, що обертається. У верхній частині стріч­ки по горизонталі позначено час, а по вертикалі — відносну воло­гість. При підготовці гігрографа до роботи аспіраційним психро­метром вимірюють абсолютну вологість, перераховують її у від­носну і спеціальним гвинтом (поряд із пучком волосин) встанов­люють перо у точку перетину лінії відносної вологості і години доби.

За БНіП П-33-75 "Опалення, вентиляція і кондиціювання по­вітря" оптимальна відносна вологість у житлових і громадських приміщеннях у холодний та перехідні сезони повинна становити 30-45%, у теплий сезон — 30-60%. Допускається збільшення від­носної вологості повітря житлових і громадських приміщень уп­родовж року до 65%.

Допоміжну роль при оцінці вологості повітря може відігравати дефіцит насичення — різниця між максимальною та абсолютною вологістю при даній температурі повітря, а також точка роси — температура, прн якій водяна пара, що міститься у повітрі, починає насичувати простір, тобто переходити у краплиннорідкий стан і осідати на холодних предметах у вигляді роси.

Зменшення дефіциту насичення свідчить про збільшення наси­ченості повітря вологою. При дефіциті насичення, що наближається до нуля, вміст вологи у повітрі близький до максимального наси­чення.

Точку роси для певної абсолютної вологості повітря знахо­дять за табл. 2 шляхом визначення температури, при якій дана пружність водяної пари виявиться достатньою для максимально­го насичення повітря. Наприклад, при пружності водяної пари 10,5 мм рт.ст. повітря насичується при температурі 12°С, тобто точка роси становить 12°С. У разі зменшення температури по­верхонь, зокрема стін, до цієї температури на них починає кон­денсуватися волога і приміщення набуває ознак сирості, що особ­ливо небезпечно, якщо температура повітря мало відрізняється від температури стін.

Допустима мінімальна температура на внутрішній поверхні стіни для запобігання конденсації вологи в приміщенні з від­носною вологістю 60% і температурою 20°С не може бути нижче 12°С.

З метою оцінки ступеня випаровування з поверхні тіла люди­ни інколи застосовують фізіологічну відносну вологість — від­соткове відношення абсолютної вологості при даній температурі повітря до максимальної вологості при температурі 37°С, а та­кож фізіологічний дефіцит насичення — різницю між макси­мальною вологістю повітря при температурі 37°С і абсолютною вологістю прн даній температурі. За абсолютної вологості повіт­ря, що наближається до максимального насичення при темпера­турі 37°С (47 мм рт. ст.), випаровування вологи тілом людини стає неможливе.