湿度:被低估的环境测量参数

湿度:被低估的环境测量参数

本室内气候环境和室内空气湿度系列讲座共分为四个部分,立即注册,即可通过电子邮件免费下载。

室内空气湿度:
营造舒适的室内环境非常重要

适宜的温度和湿度是高舒适度室内环境的前提条件。这些环境条件在现代房屋中要通过居住空间的通风来实现,而在大型建筑中则通过被称为 HVAC 的系统来实现。不幸的是,空调系统经常忽略湿度以及湿度对室内环境和舒适度的影响。这通常会严重地影响健康。


贸易和工业领域的情况有所不同。如果产品质量或制造流程严重依赖于室内空气湿度,则可以使用传感器或湿度测量设备对送风进行持续监控。在存储对湿气敏感的物品时,或存放贵重物品和艺术品时,上述原则同样适用。


室内空气湿度对人体健康也起着重要作用。毕竟,如今节能又封闭的建筑结构如果没有通过供应和排气来控制湿度,室内空气就会干燥。这对粘膜有负面影响,意味着感染的风险增加。过多的水分会导致凝结和孢子或霉菌的形成,对健康、建筑织物或家具都有不利影响。这就是为什么适宜的室内气候总是依赖于保持适当的室内空气湿度。然而,这在建筑服务工程中还没有得到足够的重视。报告显示,专家们一致认为室内空气湿度在通风和空调系统的正确设计中起着重要作用。

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EN 16798 及其他标准:从欧洲法规看湿度

对于暖通空调 (HVAC) 系统,目前国际上有许多关于住宅和非住宅区域内的法规。从建筑角度来看,EN 16798 系列标准最为重要。这些标准关注的焦点始终是室内空气质量及空气卫生。另外,节能的重要性也在不断提升。法规、标准或指令的要求涉及多种方面,既包括系统交付、执行和运行的测试和测量步骤,还涵盖系统的卫生、卫生检查或维护与维修。

但在国际标准和法规中,室内湿度的实际重要性有多高?现状又是怎样呢?让我们来看一个示例:自 2018 年 1 月 1 日起,欧洲对非住宅通风系统已实施全新的最低热回收效率标准。对于闭环系统,新标准是 68%,对于旋转式和板式热交换器,则为 73%。这是《节能化设计规范》(Ecodesign Directive) 中的规定,更确切地说,这是欧盟法规 1253/2014“通风设备节能设计要求”所实施的标准。

目前,欧洲行业协会 Eurovent 和 EVIA 正着手将湿气回收效率纳入欧盟法规,并研究提高非住宅通风系统热量和湿气回收效率方面的措施。这将涉及除湿(冷却)以及加湿和防霜所需的能耗。因此,看上去重要性很高。但是除了这个例子之外,还有什么其他的在进行中,欧洲关于室内湿度的标准和法规的现状是什么?

EN 16798 及其他标准: 从欧洲法规看湿度

对于暖通空调 (HVAC) 系统,目前国际上有许多关于住宅和非住宅区域内的法规。从建筑角度来看,EN 16798 系列标准最为重要。这些标准关注的焦点始终是室内空气质量及空气卫生。另外,节能的重要性也在不断提升。法规、标准或指令的要求涉及多种方面,既包括系统交付、执行和运行的测试和测量步骤,还涵盖系统的卫生、卫生检查或维护与维修。

但在国际标准和法规中,室内湿度的实际重要性有多高?现状又是怎样呢?让我们来看一个示例:自 2018 年 1 月 1 日起,欧洲对非住宅通风系统已实施全新的最低热回收效率标准。对于闭环系统,新标准是 68%,对于旋转式和板式热交换器,则为 73%。这是《节能化设计规范》(Ecodesign Directive) 中的规定,更确切地说,这是欧盟法规 1253/2014“通风设备节能设计要求”所实施的标准。

目前,欧洲行业协会 Eurovent 和 EVIA 正着手将湿气回收效率纳入欧盟法规,并研究提高非住宅通风系统热量和湿气回收效率方面的措施。这将涉及除湿(冷却)以及加湿和防霜所需的能耗。因此,看上去重要性很高。但是除了这个例子之外,还有什么其他的在进行中,欧洲关于室内湿度的标准和法规的现状是什么?

室内空气湿度 —— 新的参比变量?

如果不想在使用空调或 HVAC 系统制冷时出现结露现象,需要将室内空气温度保持在露点以上。这样会比较省电。但这是否合理?持续测量得到的室温和相对湿度究竟是不是合适的参比变量?

为房间、生产设施或仓储设施送风时,需要根据位置、季节和应用环境,以不同方式进行加湿或除湿。比如,对于人体,理想的室内空气相对湿度应尽可能接近 40% 这一恒定值。而在纸张印刷厂,生产过程中相对湿度应保持在60%左右是可靠的。

技术性加湿即在等温条件下喷射蒸汽,或者在绝热条件下通过蒸发、喷雾和雾化实现。除湿则通过吸附和冷凝实现。这些方法都需要消耗额外的能量,通常采用电能,但有时也使用气动的方式。然而,大家在规划通风或空调系统时,实际上很少把室内空气湿度视为一项重要的参比变量。如果在设计空调和通风系统之前可以与经营者共同确定需求,以及如何据此确保达到合适的室内空气湿度,岂不是更好?甚至能够做到恢复湿度。而如果预先考虑并连续测量相对湿度,并将室内相对湿度用作空调和通风技术的参比变量,能否在很大程度上节省能源、资金乃至减少二氧化碳排放?该报告阐述了空气湿度的真正意义。

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室内空气湿度 —— 新的参比变量?

如果不想在使用空调或 HVAC 系统制冷时出现结露现象,需要将室内空气温度保持在露点以上。这样会比较省电。但这是否合理?持续测量得到的室温和相对湿度究竟是不是合适的参比变量?

为房间、生产设施或仓储设施送风时,需要根据位置、季节和应用环境,以不同方式进行加湿或除湿。比如,对于人体,理想的室内空气相对湿度应尽可能接近 40% 这一恒定值。而在纸张印刷厂,生产过程中相对湿度应保持在60%左右是可靠的。

技术性加湿即在等温条件下喷射蒸汽,或者在绝热条件下通过蒸发、喷雾和雾化实现。除湿则通过吸附和冷凝实现。这些方法都需要消耗额外的能量,通常采用电能,但有时也使用气动的方式。然而,大家在规划通风或空调系统时,实际上很少把室内空气湿度视为一项重要的参比变量。如果在设计空调和通风系统之前可以与经营者共同确定需求,以及如何据此确保达到合适的室内空气湿度,岂不是更好?甚至能够做到恢复湿度。而如果预先考虑并连续测量相对湿度,并将室内相对湿度用作空调和通风技术的参比变量,能否在很大程度上节省能源、资金乃至减少二氧化碳排放?该报告阐述了空气湿度的真正意义。

室内空气湿度 —— 热力学和焓

什么是“湿”空气?它什么时候或为什么会变成“干”空气?它含有多少热能?这一切与比焓有什么关系?物理学,更确切地说是热力学定律,诠释了这与室内空气湿度之间的相关性。只要掌握了这一点,哪怕只是了解一些简单的内容,就知道可以通过哪些方式处理蒸发冷却器中的水露点,可以毫不犹豫地说出湿球温度概念,并且对等熵变化有着充分的理解,更不用说,在没有准备说明视频的情况下,也能完全准确地看懂 h-x 图了。

但现在,空调机组、HVAC 系统或再制冷系统的设计经常通过计算机程序来完成。而这样会带来的危险是,了解空气湿度热力学行为的规划人员或工厂工程师会逐渐遗忘掉所获得的专业知识。而有时,在日常工作中根本没有足够的时间来研究节能替代方案。但也许再多深入研究一下空调技术或二级冷却机组,就可以节省一两千瓦的电,甚至无需使用制冷系统?在制冷温度极限范围方面,尤其如此。也就是说,只要同时理解绝热制冷和湿气回收即可。这时,热力学知识就能帮助“正确”处理室内空气湿度。

Enthalpic measuring technology

室内空气湿度 —— 热力学和焓

什么是“湿”空气?它什么时候或为什么会变成“干”空气?它含有多少热能?这一切与比焓有什么关系?物理学,更确切地说是热力学定律,诠释了这与室内空气湿度之间的相关性。

只要掌握了这一点,哪怕只是了解一些简单的内容,就知道可以通过哪些方式处理蒸发冷却器中的水露点,可以毫不犹豫地说出湿球温度概念,并且对等熵变化有着充分的理解,更不用说,在没有准备说明视频的情况下,也能完全准确地看懂 h-x 图了。

但现在,空调机组、HVAC 系统或再制冷系统的设计经常通过计算机程序来完成。而这样会带来的危险是,了解空气湿度热力学行为的规划人员或工厂工程师会逐渐遗忘掉所获得的专业知识。而有时,在日常工作中根本没有足够的时间来研究节能替代方案。但也许再多深入研究一下空调技术或二级冷却机组,就可以节省一两千瓦的电,甚至无需使用制冷系统?在制冷温度极限范围方面,尤其如此。也就是说,只要同时理解绝热制冷和湿气回收即可。这时,热力学知识就能帮助“正确”处理室内空气湿度。

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