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建筑科学

冷空气是干燥的空气

不要被相对湿度所迷惑

亨利·吉福德胸口的湿度计

相对湿度(RH)是每个人都喜欢谈论的话题。它引起了我们的注意,但也可能有点令人困惑,尤其是当温度下降时。例如,昨天某个时候,我们的RH是97%。似乎是潮湿的,不是吗?

这不是真的。也就是说,不是根据空气中实际有多少水蒸气。下面的湿度计表显示了这是如何工作的。我在图表中强调的两点是:

  • 点A: 32°F, 100% RH
  • 点B:70°F,20%RH

它们由箭头连接,表明当寒冷,看似潮湿的室外空气通过渗透进入家中时,就会变暖。让我们假设大量的空气在渗漏的过程中不会增加或失去任何水蒸气分子。

湿度计图表显示了相对湿度为100%的空气如何被称为干燥空气
湿度计图表显示了相对湿度为100%的空气如何被称为干燥空气

湿度计图晃了!

不变的水蒸气分子数意味着运动纯粹在心理测量图上水平。温度变化,但水蒸气的浓度不。但随着空气的质量升温,相对湿度举行改变。简单地说,更高的温度意味着更多的水分可以处于蒸汽状态。因此,空气和水蒸气的混合物在进入室内并升温时,可以容纳更多的水分,而不是像在室外那样处于100% RH的饱和状态。

心理图表上的三个主要变量是:

  • 温度-干球,我们通常说这个词的意思;它是沿水平轴显示的。
  • 含湿量-衡量空气中实际水蒸气含量的指标,它被定义为水蒸气质量与干燥空气质量的比值。它通常以每磅干燥空气的水蒸气颗粒数来衡量,1粒= 1/7000磅(或7000粒= 1磅)。和很多东西一样,它经常被缩写,有时是每磅谷物(对我来说没问题),或者只是谷物(对我来说不行)。
  • 相对湿度-大多数人通常说的是“湿度”这个词。严格来说,它是水蒸气的分压除以饱和时的蒸汽压。根据定义,饱和度意味着100%的相对湿度。

你可以看到,每磅只有22粒谷物。当温度为32°F, RH为100%时,水汽的含量为100%。这种温度有一个特殊的名字:露点.结果是22粒/磅。不是很多水蒸气。

在温度升至70°F的亮度春日,RH为50%,绝对湿度约为50粒/磅。你能发现上面的图表吗?你能找到这种情况的露点吗?(答案以下)

我们在亚特兰大地区拥有的最糟糕的日子之一是达到80°F的80%RH。ughhh。绝对湿度约为122颗粒/磅,露点是73°F。这并不是我在东南部所经历的最糟糕的状态。与我出生的地方相比,亚特兰大有很好的,相当轻微的夏天:德克萨斯州休斯顿。

回到重点,如果我们考虑空气的绝对湿度,很容易看出冷空气是干燥的空气。百分之百的RH在冰点只有22粒每磅。80% RH在80华氏度下每磅有122粒谷物。如果你有80华氏度的空气只有22粒/磅。,相对湿度应小于15%。你会在沙漠里。

智能手机上的湿度测量

如果你有智能手机,你可以找到为你做湿度计算的应用程序。我的iPhone上有两个。一个是Ultra-Aire湿度计计算器Thermastor.他们是很棒的除湿器,他们的应用程序可以帮助你根据空气的输入和输出条件找到你能去除多少水分。你也可以用相对湿度、绝对湿度、干球温度和露点进行基本的湿度计算。我也有一个叫PsychroApp的程序,它可以进行基本的计算,并允许你根据海拔进行调整。这两个都是免费的。你可以花几块钱买到更高级的应用。

答:在70°F和50% RH下,露点是~50°F。你可以看到,通过找到70°F和50% RH的点,然后水平向左移动,直到你到达100% RH曲线。

_________________________________________________________________________

Allison贝尔斯佐治亚州亚特兰大,是一位发言者,作家,建筑科学顾问和能源先锋的创始人。他也是作者能源先锋的博客写一本书.你可以在Twitter上关注他@EnergyVanguard

33的评论

  1. 道格基金会||#1

    艾莉森,

    我想知道更多关于寒冷气候下HRV和ERV的情况。HRV通风空气在满足通风要求的情况下,能真正使房屋在冬季干燥。

    1. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||#8

      道格,是的,hrv不会交换水分所以它们会带来寒冷干燥的空气在不增加水分的情况下增加热量。由于室内的湿气随排风离开,运行HRV的净效果是使室内空气干燥。在被动式房屋中,如果有适当的通风,这可能是可以的,但许多房屋在使用HRV时会变得太干燥。

      20年前,在我还不知道的时候,我建造了一个紧凑的房子(1.4 ACH50),并安装了一个HRV。它的额定转速为100 cfm,起初,我连续运行它。在冬天,室内的RH会下降到湿度计的底部,我想是15%。木头开始出现。硬木地板上出现了缝隙。房子被晒干了,这房子在乔治亚州。

      如果您在寒冷的气候中获得了HRV,您可以调整速率或添加加湿器以保持室内湿度可容忍。如果房子不气密,当然,也是一个很好的主意,也是一种空气密封,但这只是调整室外空气速度的另一种方式。

      ERVS交换水分除了热量之外,它们也不会尽可能地弄清室内空气。然而,它们不会从外出的气流中交换所有水分,所以它们确实有净干燥效果。

      你的问题非常普遍,道格,你已经在GBA评论了很长时间,所以我想知道你是否有更具体的想法。

      1. 道格基金会||#12

        谢谢你,佳佳

        你已经说过了。我听到你说,即使使用ERV也可能需要一些冬季加湿。

        1. GBA编辑器
          Allison A. Bailes III,博士||# 14

          道格,我是说用反射器通风的房子在冬天可能会太干燥。也可能是太潮湿了。我有朋友住在北卡罗来纳州的阿什维尔,他们在冬天需要HRV来保持足够低的湿度,因为他们的房子很紧。他们的系统有两个核心。夏季采用ERV核心,冬季采用HRV核心。

          关键变量是通风率,房屋的气密性,以及房子里的人们的密度。把两个人放在500个SF的Airtight Condo中,它可能会因ERV而太潮湿。将同样的两个人放在3,000个SF的房子里,具有相同的气密水平和通风率增加,它可能太干燥。这取决于情况。

      2. Qofmiwok.||# 24

        我住在6B非常干燥的气候,我的新PH,我计划一个先达ERV。这是比HRV和可控加湿更好的选择吗?我不确定如何分配加湿,因为我没有任何管道。

        1. GBA编辑器
          Allison A. Bailes III,博士||#25

          qofmiwok,如果你要建造一个独立的家庭住宅,ERV可能是一个不错的选择。hrv在冬天会使室内空气干燥很多,而且由于你生活在一个非常干燥的气候中,它在夏天也会使室内空气干燥。ERV可以保持屋内的湿度。然而,有时候,密封的房子在冬天会因为ERV而变得太潮湿。我有朋友在北卡罗莱纳的阿什维尔,他们在夏天使用ERV核心,在冬天切换到HRV核心。另一种选择是将ERV核心保持在冬季,并增加通风率。因为你不能得到100%的湿气传递,你带入的每立方英尺或升空气都会导致室内空气更干燥,而室外空气比室内空气更干燥。

  2. 詹姆斯·杰夫||#2

    我有来自Wirelesstag.net的一些标签,该标签说他们测量温度和湿度。我设置了他们的应用程序来显示Temp和露点,我有一个外面(在我们的后面的露台上)。

    事情是这样的,虽然,对于外面的一条曲线,这两条曲线基本上是相互遵循的,显示出明确的每日周期(露点低于温度,很明显:)。早晨气温上升,露点也上升。我试着给这篇文章附上一张截图来说明我的意思。

    我一直在想,这是否是软件中的某种bug,或者是否有一些与温度无关的湿度的日常循环(即温度和露点都在移动,因为白天和晚上?)

    根据你上面的解释,我的预期是,温度和露点是相互独立的(或者说是每磅水分的颗粒决定露点),所以人们会期待它们在很长一段时间内一起变化,随着天气锋面的到来,但不是一夜之间或密切跟踪。

    我在我们的棚子里也看到了这种效果,棚子没有隔热,也没有加热(但相当密封,有一个排气口)。我期望看到相对恒定的湿度,也许是在门被打开或里面的湿东西被晾干时出现跳跃,这让我期待相对恒定的露点。相反,我看到了与温度相同的变化(但注意它不是精确的,它是一个不同的时间序列,而不是某个温度- 20°函数)。我还附上了“Shed”的截图。

    Bug还是我在这种情况下错过了什么?

    1. 弗雷德Frasch||#3

      露点和温度绝对不合适地彼此独立。实际上,在恒定的RH中,它们非常与线性相关。您的观察说,这种关系是“未确切的”表示随着时间的推移表明RH差异。我可能会在Rh的谦虚短途旅行中添加(例如10到20%左右),线条的斜率非常相似。

      1. 詹姆斯·杰夫||#4

        谢谢弗雷德。因此,也许我在这里误解了露点是露点是绝对湿度类似于每磅谷物的衡量标准。如果一个人知道露点确实知道每磅谷物?

        1. 泰勒Keniston||#5

          露点告诉你'绝对湿度。这是正确的。它们都是水平线。

          但是在温度上升时,露点也可能上升,因为蒸气压(不是'部分'蒸气压)与温度(且仅温度)成比例。意思是如果温度升高,则蒸气压上升,因此存在的任何H2O都是“更可能”进入蒸汽状态。反过来,露点可能会上升。

          当冷“干燥空气”进入家庭并获得加热时,通常没有足够的H2O存在以填补“差距”。即相对湿度下降,但如果介绍了H2O源时,露点可能非常好。

          有趣的是,它显然发生在短周期中,在你用你的测试设备观察的方式。我对那个测试设备一无所知,所以不能说你观察到的是否准确。

        2. 弗雷德Frasch||#11

          詹姆斯,
          在给定压力下,水含量与露点之间存在独特的关系。但是它不是所有线性的,并且为了计算它,您需要更多信息。接近心理测量图可能是令人生畏的。在该状态方程的图形表示中,似乎有六个独立变量。必须基于热力学考虑来满足所有六个。如果您只知道露点温度,则没有足够的信息来计算含水量。但是,通过了解六个变量中的任何两个变量,您可以确定所有其他变量的值。(请记住,特定图表只有一个压力有效,因此您应该说需要三个变量,一个是压力。)

          回想一下,对于水或者任何液体,在给定的压强下,温度和分压之间有明确的关系。从分压,你可以从已知的饱和压力中计算出相对湿度。因此,从心理图像的角度来看,我喜欢以温度和RH作为我的“独立”变量。这些都很容易掌握,也很容易测量。从这个角度来看,露点温度是一个派生值,可以通过温度(干球)和RH来计算。如果你有一个图形程序,甚至是Excel,你可以利用这些关系。谷歌“马格努斯公式”。这是一个很好的近似,可以从已知的温度和RH计算露点。有几个常数首先需要根据经验关系计算,但并不太复杂。我发现很难在脑海中勾勒出这个方程的图形,所以一组实际的图形对于掌握这些关系是非常有益的。

          1. 泰勒Keniston||# 13

            “如果你只知道露点温度,你就没有足够的信息来计算含水量。”

            你是什​​么意思?关于压力,但对于给定的环境压力的给定图表,如果您知道露点,您可以知道水平线的垂直位置。不?
            有相当多的值可以显示在y轴上。(我喜欢这个图表:https://www.engineeringtoolbox.com/docs/documents/816/psychrometric_chart_29inHg.pdf)有些取决于环境压力(如湿度比),有些则不取决于环境压力(如分压)。但为了简单起见,所有这些y轴值本质上是给定系统的“水蒸气含量”。除非我遗漏了什么。

            部分压力(和EVP)仅取决于温度。它以英寸的汞(例如)给出了系统的压力。蒸汽部分压力有助于整体系统压力而不是取决于它。

            在这个状态方程的图示中,似乎有六个自变量。

            也许吧。它们真的是独立变量吗,或者更像是描述符?有些图表显示了更多的数据,但它并没有改变系统的基本原理:http://entes.kr/Sub/Diagram%20Ts/Psychrometric%20Ideal%20Gas%20.htm

            当然,有多少变量取决于我们解决的方程的问题。
            希望这不是太远,我欢迎澄清和纠正。

          2. 删除了||# 16

            “删除”

          3. 泰勒Keniston||#18

            弗雷德,

            对我来说听起来像是让湿灯泡的湿射线线条困惑。露点确实是水平分量。这肯定解释了我们如何谈论这一点之间的差异。
            https://youtu.be/wlk_hhcqozq?t=120(只需要看几秒钟)
            https://youtu.be/s7J6R9wECh8?t=232(只需要看几秒钟)

            如果还有6分钟和一杯茶,下面的视频很好地解释了饱和,露点和蒸汽压(部分)。
            https://www.youtube.com/watch?v=wtj9mTaVzmA

          4. 弗雷德Frasch||# 20

            到#18.
            泰勒,你当然是对的。我不知道我在想什么,我删除了我的评论。

          5. 弗雷德Frasch||#21

            我意识到露点和含水量并不是相互独立的。对于任何给定的蒸汽浓度,都有一个独特的露点。它仅仅是水蒸气的一种物理性质,在给定的气压下保持不变。我为误导你的信息道歉。

          6. 泰勒Keniston||#23

            弗雷德,
            别担心,我们每个人都有搞错的时候,尤其是在这样的话题上。当我说错话时,我总是感激并期待改正。欢呼。

        3. GBA编辑器
          Allison A. Bailes III,博士||# 15

          詹姆斯,弗雷德和泰勒都提出了很好的观点(尽管泰勒对弗雷德的陈述提出了一些有效的问题)。让我回到你的首要问题:

          “如果知道露点,就能知道每磅谷物的产量吗?”

          对你问题的简单回答是肯定的,但前提是我们的压强是恒定的。正如弗雷德所说,湿度表中有一个隐藏的变量,就是压力。如果压力发生变化,你需要一个新的图表来计算新的压力,这就改变了露点和湿度比之间的关系。

          Nb:有时湿度比称为绝对湿度,但该术语是不同的。绝对湿度实际上是水蒸气的质量除以体积,而湿度比(在垂直轴上绘制在心理图表上)是水蒸气的质量除以干燥空气的质量。

      2. 泰勒Keniston||#6

        注意,露点曲线只是一个相对湿度曲线(顶部的一个)。

    2. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||#9

      詹姆斯,我相信你忽略了水蒸气浓度的变化。随着一天中温度的升高,更多的水蒸气可以通过蒸发进入空气。当它在夜间冷却时,水蒸气再次凝结。这就解释了露点的上升和下降。

      我在喷雾泡沫中发现了同样的东西封装阁楼,并在标题为“喷雾泡沫阁楼的湿度”的文章中写道。这是链接:

      https://www.energyvanguard.com/blog/humidity-in-a-spray-foam-attic

      晚上,水蒸气通过开放式电池SPF并悬挂在护套中。当太阳爆破屋顶的隔壁时,它会回到空中。请参阅附图。

      在我在这里写下的文章关于冷空气干燥空气,我正在谈论什么时候你所做的就是改变空气的温度,而不是水蒸气的浓度。如果这样做,露点在相对湿度变化时保持不变。

      回到你的露点上升和下降的例子,如果你观察的时间足够长,你会看到有几天露点保持不变,甚至可能随着温度上升而下降。这是因为室外的空气流动。当一个锋面穿过时,后面会有一团新的气团,它可能会带来干燥的空气。

      1. 詹姆斯·杰夫||# 17

        谢谢,艾莉森,好了,就这样。

        好的,所以我忽略了的是到处都是蓄水池水蒸气的迁移在不断发生。外面是地面,里面是各种各样的(多孔的)表面,特别是在我没有隔热/没有干墙的棚子里的护套。

        水蒸气会不断地从相对潮湿的地方移动到相对干燥的地方。因此,随着温度的升高,水分将从保护层迁移到空气中(增加空气中的绝对湿度,提高每磅谷物含量,增加露点)。当温度下降(但停留在露点以上)时,水蒸气仍然会被带回保护层/地面。

        我意识到我一直以为湿气只在露点移动,变成液体并停留在表面上。但它一直在移动(这要么是吸附,要么是吸收,对吧,我知道你已经写过了)

        这就是为什么蒸汽喷口的工作,即使在一个阁楼(平均)比外面有更少的水,因为喷口岭,水分迁移,建立地层,蒸汽的湿度在里面发泄高于外,进一步干燥(平均)。(我现在理解https://www.buildingscience.com/documents/insights/bsi-088-venting-vapor再次:),因为温度比房子的阁楼,尤其是阁楼的山脊,它能够吸收水分增加,促使众议院水分迁移到屋顶,其浓度在一个小的空气增加湿度高于外部,促使蒸汽通过蒸汽排气转移,等等。

        这也解释了为什么没有隔热的棚子(棚子的脊部有一层蒸汽不渗透的罩子)几乎总是比外面冷得多,即使是在太阳出来的很长一段时间(但不是在一天的晚些时候)。(顺便说一下,我提供的截图不是同一时期的,棚子的露点明显更低,温度几乎总是比外面低)。流动的水是潜热,它的离开降低了传感器测量的感温?嗯,也许我不是百分之百的清楚。

        1. 泰勒Keniston||# 19

          詹姆斯,
          坦率地说,我认为你对自己问题的回答是最全面的。
          一个显著的特点是,即使没有达到露点温度(通过吸湿材料),系统的蒸汽含量也可以降低。

          在这个意义上,我喜欢从“可能性”的角度来考虑它,即温度升高导致水处于蒸汽状态的可能性更高,反之亦然(即使露点阈值没有明确达到)。
          由于辐射冷却,某些表面也可能达到露点温度,但无论哪种方式,都不需要降低系统的蒸汽含量。

          它使一个奇怪的回答:如果您有相关的每个表面上制成的密封良好的非吸湿性材料内部棚(说镜像),你会看到在RH更大的波动与温度波动和露点较小的波动?

          最后一点。我的猜测是,只要不获得太多的太阳能,单凭隔热的事实,棚内就会更凉爽。隔热结构,即使是非空调的,也会缓冲日间的波动,使室内温度更接近最高和最低温度的平均值(这意味着夜间温度高于环境温度,白天温度较低)。

          虽然蒸汽流出你的装配肯定是一种能量损失的形式,但我不相信它很大。(我在这个数字没有证据,但我记得达纳谈论它半最近,这主要是没有很大量的蒸汽(因此能量)是通过扩散运输,相比其他能源损益典型系统)。

          1. 詹姆斯·杰夫||# 22

            谢谢泰勒(以及所有人!)我妻子只是看着我说,(咄)是的,这是扩散和浓度梯度。

            顺便说一下,Shed不是绝缘的。我要再检查一遍数据但从知觉上看,它通常比预期的冷得多。可能仍然是夜间温度的延迟,即使没有绝缘。还有金属屋顶可能是夜间辐射冷却?无论如何,蒸汽通风口的“太阳能除湿器”非常好地保持了室内的干燥。

  3. 泰勒Keniston||#7

    如果蒸汽想要举办一场变态的舞会,他们需要两样东西*。
    1)音乐(温度)
    2)能听到音乐的人(可用H2O)

    人们的存在(H2O)集的舞台。音乐(温度)是司机。
    如果背部的人听到音乐,他们不会跳舞(为了这个类比的目的)。如果你曲柄音乐,所以他们可以听到,更多的是,他们会跳舞(统计上讲)。增加音乐量=升高温度。增加的体积增加了“舞蹈驱动器”=升高的温度增加“蒸气压”。

    您也可以通过液化它们来增加跳舞(那些能听到音乐)的机会,即打破紧张局势并给予他们更多的舞蹈空间。(例如,将H 2 O雾化,或向空气呈现较大的水面)。对非舞者的舞者百分比是否保持不变,这取决于人们听到音乐的可用性以及他们准备好跳舞。

    艾利森反对相对湿度(我开玩笑)的理由是,人们经常谈论昨晚派对上的雾气有多难闻,却没有具体说明音响系统,“能听到音乐的人中有70%在跳舞!”
    音乐有多响?如果10个人能听到,70%是7个人。

    RH问题实际上是缺乏足够信息的问题(或者至少在许多情况下缺乏相关信息)。我们只知道“哪条曲线”。然而,如果我们知道temp,我们就会有很多信息。

    指定露点温度就指定了一条曲线和曲线上的一个点[编辑:实际上,它只是指定了一条水平线],这就给出了艾莉森所在的水平线。我们可以很容易地用任何一个RH曲线来做这件事。让我们将50% RH曲线称为“50点”,并做同样的事情。
    在华氏85度的50度绝对湿度是多少?这相当于64华氏度左右的“露点”。在这两种情况下都定义了一条水平线。

    如果我们有一条水平线,那么知道温度或RH就会在图表上给我们一个点。

    *实际上他们需要第三件事:其中一个怪异的T恤!呃是的。

    1. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||#10

      我喜欢舞蹈派对比喻,泰勒!是的,你已经用Rh很好地解释了我的问题。

  4. Buzz汉堡||# 26

    我想我知道这个问题的答案,但它困扰了我很长时间,非常感谢专家的澄清/确认。据我所知,与HRV不同,ERV除了“回收”热量外,还可以部分地将湿气从较潮湿的空气转移到较干燥的空气中。但是我们如何定义更湿润的空气呢?如果是相对湿度,那么传递可能是错误的方向。例如,假设外部温度为30度,相对湿度为40%,内部温度为68度,相对湿度为30%。所以,尽管外面的相对湿度更高,但里面的空气含有更多的水分。所以,请向我确认,在这种情况下,我的ERV帮助保持了内部的湿度,而不是转移到外面。

    谢谢!

    1. 泰勒Keniston||# 27

      嗡嗡声,
      我不确定艾利森是否会同意这个消息来源;),但这里有一篇很好的评论:
      https://www.energyvanguard.com/blog/an-energy-recovery-ventilator-is-not-a-dehumidifier/

      另一个:
      https://www.aprilaire.com/docs/default-source/default-document-library/the-science-of-ventilation.pdf.还是
      哪些指出,“像温度一样,空气中的水分就会从一个区域移动
      高浓度到低浓度区域"

    2. 弗雷德Frasch||# 31

      水蒸气扩散的驱动力是水蒸气压的梯度。吸附/解吸(例如到芯内的ERV膜)的驱动力是相对湿度。

      1. 泰勒Keniston||# 32

        弗雷德,
        你是对的,但是为了不引起混淆,我认为有必要指出几件事:
        -IT在核心上具有温度梯度的动态系统
        -膜本身的温度决定了吸附速率,而不是“空气”或“空间”的相对湿度。即边界条件而不是平均条件。这就是除湿机的工作原理。
        -As温度交换发生,空气流的RH变化。最终,初始RH条件不能强制抗蒸汽扩散,如通过部分蒸汽压力预测。
        - 导入参数(在Buzz问题的上下文中)是空气流的实际蒸汽含量(我们所谓的绝对)。

  5. Buzz汉堡||# 28

    我的问题基本上是这样的:如果一侧的RH较高,但绝对湿度较低,那么湿气会朝哪个方向移动?

    1. 泰勒Keniston||#29

      嗡嗡声,
      这是“绝对”,而不是RH。
      高浓度意味着绝对,而不是红色。

      1. Buzz汉堡||# 30

        明白了,谢谢。

  6. Sierrawayfarer.||# 33

    贝尔斯先生,

    谢谢你教我怎么看湿气表!有用的…

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