На какие свойства влияет влажность

Чем относительная влажность воздуха отличается от абсолютной? Чем грозит сухой воздух в помещении, а чем переувлажнённый? Как измерить уровень влажности? Как на влажность воздуха влияет время года и температура? Как поддерживать оптимальный уровень влажности?

Влага нужна нашему организму не только в форме жидкости, поступающей в кровь из пищеварительного тракта, но и влага, поступающая с вдыхаемым воздухом.

Слизистые оболочки дыхательных путей – это защитный барьер от болезнетворных микробов. Но барьер этот должен поддерживаться в определённом состоянии. Если воздух, которым мы дышим, сухой, то слизистые оболочки начинают пересыхать, и тогда они перестают выполнять свою защитную функцию. Через пересохшие слизистые бактерии и вирусы проходят, как нож сквозь масло. При болезни и сухом воздухе слизь в дыхательных путях загустевает, засыхает и забивает дыхательные пути, что является средой для развития инфекции. Это положение усугубляется, если в комнате и сухо, и жарко.

Поэтому так важно поддерживать влажность воздуха в помещении на оптимальном уровне – 40-60%. Если вы заболели каким-либо инфекционным заболеванием (часто это ОРВИ), то влажность воздуха на период болезни можно повысить до 65-70%, т.к. в период болезни влага особенно необходима (нужно и обильное питьё, и влажный воздух).

Кроме того, от сухого воздуха страдает и кожа, и глаза. Кожа начинает трескаться и шелушиться, что облегчает проникновение инфекции. Возникает сухость глаз, в результате чего может возникнуть кератоконъюнктивит, эписклерит и др.

Влажность воздуха измеряют прибором, который называется гигрометр. Поэтому его желательно иметь в комнате, особенно если есть маленькие дети.

Гигрометры

2 в 1: и гигрометр, и термометр. Очень удобно.

Влажность воздуха можно также измерить с помощью примитивного способа. Взять наполненный водой стеклянный стакан. Поставить его в холодильник и охладить до температуры 3-5 градусов. Поставить этот стакан в комнате, где необходимо измерить уровень влажности, но подальше от приборов отопления. Наружные стенки стакана запотеют. Если через 5-10 минут наружные стенки сосуда высохнут, то воздух слишком сухой. Если через 5-10 минут конденсат на стенках стакана останется, не испарится и не потечёт, то влажность в пределах нормы. Если же через 5-10 минут влага на стенках стакана начнёт стекать, то это значит, что в комнате избыточная влажность воздуха.

Но всё, конечно же, лучше для измерения влажности воздуха приобрести предназначенный для этого прибор – гигрометр.

Уровень влажности воздуха делят на абсолютный и относительный.

Абсолютная влажность – это масса водяных паров, содержащихся в 1 кубическом метре воздуха (грамм на килограмм воздуха).

Относительная влажность – это отношение массы водяных паров, содержащихся в 1 кубическом метре, к максимально возможному их содержанию при данной температуре. То есть относительная влажность – это величина, показывающая насколько далёк пар от насыщения.

Наш организм ощущает именно относительную влажность, т.к. от неё зависит скорость испарения влаги (с кожи, слизистых, предметов). Чем ниже уровень относительной влажности, тем быстрее испаряется влага.

Воздух при данной конкретной температуре может впитать в себя данное конкретное количество влаги и не больше. Этот показатель называется максимальное влагосодержание.

Например, при температуре 0 градусов по Цельсию 1 куб. метр воздуха может впитать в себя 5,2 грамма воды. Всё, больше он при данной температуре впитать в себя не сможет. Итак, температура воздуха у нас 0 градусов. При этом 5,2 грамма в 1 куб. метре – это абсолютная влажность. А какова будет относительная влажность. Так как при температуре 0 градусов воздух может впитать в себя 5,2 грамма на 1 куб. метр и не больше, то 5,2 гр/куб.м – это 100% относительная влажность. 100% – это как раз то максимальное количество влаги, которое может впитать в себя воздух при данной температуре.

А если при температуре 0 градусов в 1 куб. метре будет содержаться 2,6 грамма воды, то какова относительная влажность воздуха? 5,2 – это 100% относительная влажность, а 2,6 – это половина от 5,2, т.е. 50%. Показатель абсолютной влажности 2,6 гр./куб.м – это половина от максимального влагосодержания (5,2), что есть 50%. Соответственно, 2,6 гр/куб.м – это 50% относительная влажность.

В этой таблице показано максимальное влагосодержание при некоторых значениях температуры:

Конечно, влажность воздуха зависит еще от атмосферного давления, но не будем усложнять, будем рассматривать влажность воздуха при обычном нормальном давлении – 760 мм рт. столба.

Другая характеристика влажности воздуха – это точка росы.

Точка росы – это такая температура воздуха, при которой он при данном конкретном уровне абсолютной влажности и давления достигает 100% относительной влажности.

Например, при абсолютной влажности воздуха 2,4 гр/куб.м и атмосферном давлении 760 мм рт. столба точка росы будет = +10 градусов по Цельсию.

То есть точка росы – это температура, при которой воздух достигает насыщения влагой.

Допустим, абсолютная влажность воздуха – 10,1 гр/куб.м, атмосферное давление – 760 мм рт. столба, температура – +20 градусов Цельсия. Влажность воздуха еще не достигла точки росы. Она достигнет этой точки, если температура снизится до +10, т.е. достигнет 100% относительной влажности. Если и далее температура будет снижаться, то влага в воздухе начнёт конденсироваться.

Таким образом, чем воздух холоднее, тем он более сухой. Воздух при температуре +10 при 100% относительной влажности в 1 куб. метре содержит 10,1 грамма влаги, а при температуре -10 при той же 100% относительной влажности в 1 куб. метре воздуха содержится 2,4 грамма, т.е на 7,7 граммов меньше. Чем теплее воздух, тем больше влаги он может в себя впитать.

Именно поэтому, проветривая помещение зимой, мы осушаем воздух в помещении. Допустим, относительная влажность воздуха на улице при температуре -10 градусов – 80%. Максимальное влагосодержание при данной температуре – 2,4 гр/куб.м. Значит абсолютная влажность воздуха при температуре -10 градусов и уровне относительной влажности 80% будет составлять 1,9 гр/куб.м (100% – 2,4, 80% – сколько?; 2,4*80/100=1,9 или 2,4*0,8=1,9).

Итак абсолютная влажность воздуха на улице – 1,9 гр/куб.м. Если мы открыли форточку/окно и запустили этот воздух в помещение, в котором температура +23 градуса, то этот запущенный с улицы воздух нагреется, расширится, а содержание влаги в нём останется на уровне 1,9 гр/куб.м. Как при этом изменится относительная влажность. Если относительная влажность этого воздуха на улице при температуре -10 была 80%, то в помещении при температуре +23, она станет = 8,2% (23,1 – 100%, 1,9 – сколько %?; 1,9*100/23,1=8,2).

Поэтому зимой, проветривая помещение (а помещение всегда нужно проветривать) мы делаем воздух в помещении более сухим + воздух сушит отопительная система. Для увлажнения воздуха рекомендуется использовать увлажнители воздуха, которых в магазинах на любой вкус, опрыскивать воздуха из распылителя, развешивать мокрые ткани, ставить ёмкости с водой, мыть полы. Конечно, лучший вариант – это увлажнитель воздуха (есть такие, на которых можно установить автоматическую регуляцию, он всегда будет поддерживать влажность воздуха на заданном вами уровне).

Увлажнители воздуха.

Уровень относительной влажности можно посмотреть в прогнозах погоды. Например, на Погоде_в _мире

или на Яндекс.Погоде

Температура в помещении должна быть на уровне 18-22 градусов.

Если в комнате жарко, а еще хуже, если сухо и жарко, и совсем плохо, если сухо, жарко и не проветривается, то возникают отличные условия для размножения микробов и заражения инфекцией.

Вреден не только сухой, но и переувлажнённый воздух. Вот тут мы видим благоприятные для развития возбудителей различных заболеваний условия:

Как видим, оптимальный диапазон влажности воздуха – от 40% до 60%. Самый идеальный уровень – 50%.

При влажности ниже 40% создаются благоприятные условия для возникновения аллергических реакций, астмы, заболеваний дыхательной системы. При влажности 35% ниже появляются благоприятные для вирусов условия. При уровне влажности 28% и ниже начинают хорошо себя чувствовать бактерии. И чем суше воздух, тем лучше себя чувствуют бактерии и вирусы, и тем больше риск возникновения заболеваний дыхательной системы, появления аллергии и астмы.

При влажности воздуха выше 60% появляются хорошие условия для развития пылевых клещей и аллергии, астмы, а при влажности 65% возникают условия, способствующие развитию грибков. И чем более переувлажнён воздух, тем лучше себя чувствуют пылевые клещи и грибки, и тем больше риск возникновения аллергии и астмы.

Хорошие условия для развития аллергии и астмы – это как сухой воздух, так и переувлажнённый.

Итак, для того чтобы тело было здоровым, нужно поддерживать здоровый микроклимат в помещении. Не пожадничайте и не поленитесь купить комнатный термометр и гигрометр, повесьте их на стену (но не рядом с отопительными приборами или батареей) и следите за уровнем температуры и влажности. Еще раз напомню, что оптимальная температура – 18-22 градуса и влажность – 40-60%.

Следите за вашим здоровьем и вовремя обращайтесь к врачу.
Не занимайтесь самолечением – это может быть опасно!

Желаю всем здоровья и долголетия! 🙂 Понравилась статья?Подписывайтесь на канал, ставьте лайки, делитесь публикацией в социальных сетях (кнопки соц. сетей справа). Приглашаю вас в сообщества: Facebook | Вконтакте | Одноклассники

Источник

Очень важную роль в строительстве играет качество материалов. Как и другие строительные материалы, древесина (любые пиломатериалы) различается по свойствам и характеристикам. Зависят эти характеристики от породы дерева, применяемого в качестве используемого материала. Для тех или иных задач и назначений подбирают соответствующие породы древесины, способные выполнять поставленные перед ними задачи.

Свойства относящиеся к древесине:

Плотность древесины
Твёрдость
Влажность древесины
Усушка
Разбухание
Коробление
Раскалываемость
Износостойкость
Гибкость
Деформативность
Тепловые свойства древесины

Плотность древесины

Что такое плотность древесины

Плотность древесины — это отношение массы древесины к объёму древесины, то есть плотность определяется массой древесного вещества в единице своего объёма. Выражается плотность в кг/м³.

Плотность древесины зависит от её влажности. Как и все остальные показатели физико-механических свойств древесины, она определяется при влажности 12 %. Между прочностью и плотностью существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной. При определении плотности древесинного вещества его массу определяют взвешиванием, а объем рассчитывают по разнице объема образца древесины и объема жидкости, заполнившей пустоты в этом образце.

По плотности древесины при влажности 12 % все породы делят на три группы:

с малой плотностью (540 кг/м³ и меньше-) — бальза, ель, пихта, сосна, кедр, можжевельник, тополь, осина, ива, липа, ольха, каштан;
средней плотности (540…740 кг/м³) — лиственница, берёза, бук, дуб, клён, ясень, орех грецкий, рябина, яблоня, груша, вяз (карагач), лещина;
высокой плотности (750 кг/м³ и более+) — акация, граб, береза железная, дуб, ясень, самшит, фисташка.

Необходимо отметить, что почти вся древесина у хвойных пород деревьев, за исключением лиственницы и некоторых видов сосны, имеет низкую плотность.

Твёрдость древесины

твёрдый знак

Твёрдость древесины, в первую очередь, зависит от породы. Условия роста дерева также влияют на этот показатель (одна порода древесины может иметь различную твердость в зависимости от окружающих природных условий, в которых росло конкретное дерево). Также на величину твердости влияет влажность древесины. В европейских странах и в России принято измерять твердость по методу Бринелля, в США — по методу Янка (Janka). Твердость древесины в пределах одной породы может отличаться в зависимости от распила (У торцовой поверхности твердость выше, чем у тангенциальной и радиальной в среднем на 30 % у лиственных и на 40 % — у хвойных пород.).

Суть метода Бринелля заключается в способности древесины сопротивляться внедрению (вдавливанию) в неё более твёрдого тела (индентора). При измерениях по Бринеллю используются инденторы в виде шариков из закалённой стали. Первоначально индентор устанавливают на проверяемом образце древесины, следом прилагается основная нагрузка. Спустя определенное время после приложения, нагрузку снимают и измеряют глубину оставшегося на дереве отпечатка. Рассчитывают твёрдость древесины по Бринеллю таким образом: приложенную нагрузку делят на площадь поверхности отпечатка, при этом соответствующими нормативными документами определены диаметры индентора и время экспозиции.

При методе Янка также используется индентор в виде металлического шарика, однако оценивается не глубина вдавливания, а сила, которую надо приложить, чтобы вдавить шарик в древесину на половину диаметра.

Все древесные породы по твёрдости делят на три группы:

мягкие породы (торцовая твёрдость равна или меньше 38,5 Мпа). К мягкой древесине относят: ель, сосну, кедр, пихту, тополь, липу, осину, ольху.
твёрдые (торцовая твёрдость породы древесины от 38,5 до 82,6 МПа). К этой группе относятся: берёза, лиственница сибирская, бук, клён, карагач, ясень, яблоня.
очень твёрдые (торцовая твёрдость более 82,6 МПа). В эту группу входят: акация белая,керуинг, берёза железная, самшит, кизил.

Влажность древесины

Влажность это соотношение массы влаги (воды), находящейся в данном объёме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах ( % ). В древесине вода пропитывает клеточные оболочки и заполняет полости клеток и межклеточные пространства. Влага, пропитывающая клеточные оболочки, называется связанной. Влага, заполняющая полости клеток и межклеточные пространства, называется свободной.

Различают следующие степени влажности древесины:

Мокрая — длительное время находящаяся в воде. Влажность мокрой древесины выше 100 %.

Свежесрубленная (свежепил) — влажность такой древесины от 50 до 100 %.

Воздушно-сухая — к этой категории относится древесина долгое время хранившаяся на воздухе. Её показатели влажности зависят от влажности окружающего воздуха, но в среднем находятся в пределах от 20 до 35 %.

Базовая (влажность 15 — 20 %) в зависимости от климатических условий и времени года, такая древесина показывает содержание влаги от 15 до 20 %.

Комнатно-сухая влажность 8 — 12 %

Абсолютно сухая влажность 0 %, древесина высушена при температуре t = 103°C.

Содержание влаги в стволе растущего дерева изменяется по высоте и радиусу ствола, а также в зависимости от времени года. Например, влажность заболони сосны в 3 раза выше влажности ядра. У лиственных пород изменение влажности по диаметру более равномерное. По высоте ствола влажность заболони у хвойных пород увеличивается вверх по стволу, а влажность ядра не изменяется. У лиственных пород влажность заболони не изменяется, а влажность ядра вверх по стволу снижается.

Влажность у молодых деревьев выше и её колебания в течение года больше, чем у старых деревьев. Наибольшее количество влаги содержится в зимний период (ноябрь-февраль), минимальное – в летние месяцы (июль-август).

КОЭФФИЦИЕНТЫ УСУШКИ ДРЕВЕСИНЫ, %

Порода	Усушка
Порода	объёмная	в тангенциальном направлении	в радиальном направлении
Лиственница	0,52	0,35	0,19
Сосна	0,44	0,28	0,17
Ель	0,43	0,28	0,16
Пихта	0,39	0,28	0,11
Кедровая сосна	0,37	0,26	0,12
Берёза	0,54	0,31	0,26
Бук	0,47	0,32	0,17
Ясень	0,45	0,28	0,18
Осина	0,41	0,28	0,14

Усушка, разбухание и коробление древесины

Усушка — это уменьшение объёма древесины и линейных размеров при удалении из неё связанной влаги. Удаление свободной влаги не вызывает усушки. Она начинается только после полного удаления свободной влаги в момент начала удаления влаги связанной. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.Усушка древесины не одинакова в разных направлениях: в тангенциальном направлении в 1,5 — 2 раза больше чем в радиальном.

В среднем линейная усушка древесины наиболее большинства пород в тангенциальном направлении составляет 8 — 10 %, в радиальном 3 — 7 %, а вдоль волокон 0,1 — 0,3 %. Полная объёмная усушка находится в пределах 11 — 17 %. Усушка древесины учитывается при распиловке брёвен на доски (припуски на усадку), при сушке пиломатериалов и т.д.

При сушке в древесине, вне зависимости от участия внешних нагрузок, возникают внутренние напряжения. Они образуются в результате неодинаковых изменений объёма тела при сушке (сушильные напряжения), пропитке и в процессе роста дерева. Полные сушильные напряжения удобно представить, как совокупность двух составляющих — влажностных и остаточных напряжений.

Влажностные напряжения вызваны неоднородной усушкой материала. В поверхностных слоях древесины, где влажность ниже, чем в центре, из-за стеснения свободной усушки возникают растягивающие напряжения, а во внутренних — сжимающие. Остаточные напряжения обусловлены появлением в древесине неоднородных остаточных деформаций. Остаточные напряжения, в отличие от влажностных, не исчезают при выравнивании влажности в доске и наблюдаются как во время сушки, так и после её полного завершения.

Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжение поперёк волокон, появляются трещины. Так появляются поверхностные трещины в начале сушки и внутренние в конце сушки.

Наличие различных напряжений внутри древесины может привести к её короблению.

Коробление — это изменение формы древесины при сушке, хранении, и выпиловке. Чаще всего коробление происходит из-за различной степени усушки по разным структурным направлениям. Коробление может возникать и при механической обработке сухих пиломатериалов: при несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.

Разбухание — это увеличение линейных размеров и объёмов древесины при повышении содержания связанной влаги. Оно происходит при увлажнении древесины и представляет собой явление, обратное усушке. Разбухание наблюдается при увеличении влажности до предела гигроскопичности. Наибольшее разбухание происходит по ширине волокон (тангенциально), наименьшее – вдоль волокон.

Разбухание, также как и усушка — отрицательные свойства древесины. Однако в некоторых случаях оно играет положительную роль, например, обеспечивает плотность соединений в лодках или винных бочках.

Раскалываемость древесины

Раскалываемость — это способность древесины под воздействием ударной нагрузки через клин разделяться на части вдоль волокон. Так как ряд сортов древесины заготавливают путём раскалывания, это свойство древесины имеет положительное практическое значение. Раскалываемость имеет и отрицательное значение при забивке гвоздей, костылей, скоб, ввинчивании шурупов.

Износостойкость и гибкость древесины

Износостойкость — это способность древесины называется противостоять разрушению в процессе трения. Износ у одной и той же древесины больше с боковой стороны, чем с торцевой. Чем выше твёрдость и плотность древесины, тем меньше её изнашиваемость. Влажная древесина больше подвержена износу – вот почему для декоративных панелей или натуральной половой доски специалисты рекомендуют сухую уборку.

Гибкость — это способность древесины деформироваться под воздействием внешних сил. Технологически операция гнутья (загиба), основана на способности древесины сравнительно легко деформироваться при воздействии изгибающих устройств, особенно в нагретом и влажном состоянии. При охлаждении и сушке под нагрузкой значительная часть упругих деформаций переходит в остаточные, фиксируется новая форма детали. У влажной древесины способность к гнутью выше, чем у сухой.

Наибольшей способностью к гнутью (загибу) обладают лиственные кольце-сосудистые породы деревьев (дуб, ясень) и рассеянно сосудистые (бук, берёза). У хвойных пород эта способность очень невысока.

Способность к гнутью широко используется при изготовлении мебели, предметов интерьера.

Ударная вязкость — это способность древесины поглощать работу при ударе (ударном изгибе) без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше чем у древесины хвойных пород.

Тепловые свойства

К тепловым свойствам относятся теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность и тепловое расширение.

Теплоёмкость — это способность древесины аккумулировать тепло. Она увеличивается с увеличением влажности.

Теплопроводность — свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. Теплопроводность увеличивается с увеличением влажности и плотности. Вдоль волокон теплопроводность в среднем в 2 раза больше, чем поперёк.

Температуро-проводность — способность древесины выравнивать температуру по объёму.

Тепловое расширение — это способность древесины увеличивать линейные размеры и объём при нагревании. Коэффициент теплового расширения древесины в 3-10 раз меньше, чем у металла, бетона, стекла.

Деформативность

При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем деформативности служит коэффициент пропорциональности — модуль упругости.

Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жесткая древесина.

С увеличением содержания связанной воды и температуры древесины, жесткость её снижается. В нагруженной древесине при высыхании или охлаждении часть упругих деформаций преобразуется в «замороженные» остаточные деформации. Они исчезают при нагревании или увлажнении.

Поскольку древесина состоит в основном из полимеров с длинными гибкими цепными молекулами, её деформативность зависит от продолжительности воздействия нагрузок. Механические свойства древесины, как и других полимеров, изучаются на базе общей науки реологии. Эта наука рассматривает общие законы деформирования материалов под воздействием нагрузки с учётом фактора времени.

Источник