濕度:被低估的環境測量參數

濕度:被低估的環境測量參數

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。

室內空氣濕度:
營造舒適的室內環境非常重要

適宜的溫度和濕度是高舒適度室內環境的前提條件。這些環境條件在現代房屋中要通過居住空間的通風來實現,而在大型建築中則通過被稱為 HVAC 的系統來實現。不幸的是,空調系統經常忽略濕度以及濕度對室內環境和舒適度的影響。這通常會嚴重地影響健康。


貿易和工業領域的情況有所不同。如果產品質量或製造流程嚴重依賴於室內空氣濕度,則可以使用傳感器或濕度測量設備對送風進行持續監控。在存儲對濕氣敏感的物品時,或存放貴重物品和藝術品時,上述原則同樣適用。


室內空氣濕度對人體健康也起著重要作用。畢竟,如今節能又封閉的建築結構如果沒有通過供應和排氣來控制濕度,室內空氣就會乾燥。這對粘膜有負面影響,意味著感染的風險增加。過多的水分會導致凝結和孢子或黴菌的形成,對健康、建築織物或家具都有不利影響。這就是為什麼適宜的室內氣候總是依賴於保持適當的室內空氣濕度。然而,這在建築服務工程中還沒有得到足夠的重視。報告顯示,專家們一致認為室內空氣濕度在通風和空調系統的正確設計中起著重要作用。

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EN 16798 及其他標準:從歐洲法規看濕度

對於暖通空調 (HVAC) 系統,目前國際上有許多關於住宅和非住宅區域內的法規。從建築角度來看,EN 16798 系列標準最為重要。這些標準關注的焦點始終是室內空氣質量及空氣衛生。另外,節能的重要性也在不斷提升。法規、標准或指令的要求涉及多種方面,既包括系統交付、執行和運行的測試和測量步驟,還涵蓋系統的衛生、衛生檢查或維護與維修。 但在國際標準和法規中,室內濕度的實際重要性有多高?現狀又是怎樣呢?讓我們來看一個示例:自 2018 年 1 月 1 日起,歐洲對非住宅通風系統已實施全新的最低熱回收效率標準。對於閉環系統,新標準是 68%,對於旋轉式和板式熱交換器,則為 73%。這是《節能化設計規範》(Ecodesign Directive) 中的規定,更確切地說,這是歐盟法規 1253/2014“通風設備節能設計要求”所實施的標準。 目前,歐洲行業協會 Eurovent 和 EVIA 正著手將濕氣回收效率納入歐盟法規,並研究提高非住宅通風系統熱量和濕氣回收效率方面的措施。這將涉及除濕(冷卻)以及加濕和防霜所需的能耗。因此,看上去重要性很高。但是除了這個例子之外,還有什麼其他的在進行中,歐洲關於室內濕度的標準和法規的現狀是什麼?

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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