Как влияет влажность на организм. Старт в науке
Нам неоднократно приходилось слышать: «абсолютная» и «относительная влажность воздуха». Что же это за показатели? С абсолютной величиной все ясно: это количество частиц которое содержится в одном кубометре воздуха. Но какую практическую пользу нам принесет известие, что в окружающей нас среде невидимо присутствуют пять единиц влаги на кубометр? Ведь мы даже не можем сказать, сухой ли этот воздух, нормальный или слишком сырой, поскольку при разных температурах его состав меняется. Ведь атмосферная среда - как губка, чем теплее она, тем больше водяных паров в ней растворяется. Когда резко холодает (к примеру, в ясные ночи), холод невидимой рукой сдавливает «губку» и выпадает роса. А тепло, соприкасаясь с графином с ледяной водой, оставляет на стекле «испарину».
Итак, если «5 единиц на кубометр» является абсолютным показателем, но относительно температуры среды он может считаться сухим (в жару), нормальным или высоким (в холоде). Более удобно в бытовых нуждах использовать другой показатель, а именно «относительная влажность воздуха». При определенном градусе температуры атмосфера может вместить определенное количество пара. Если она максимально пресыщена парами, мы говорим, что «сырость» составляет 100 %. Это, к примеру, русская баня, где жарко, но это также и густой туман, и нахождение внутри тучи на значительной высоте, где холодно. То есть абсолютное количество воды в виде пара в бане, тумане и туче разное, а вот насыщенность водой одинаковая - 100 %.
И вот эта относительная влажность воздуха играет не последнюю роль в изменении нашего самочувствия. Вспомните, как тяжело дышится и как клонит в сон перед грозой. Это окружающая среда наполняется невидимой водой: наполненность ею растет от нормальных 50 % до 80. Но излишняя сушь также приводит к проблемам: организм теряет много влаги. Особенно это проявляется зимой в наших жилищах.
Смотрите: в комнату проникает холод (допустим, на улице - 10 С). Даже если относительная влажность воздуха за окном высока, в абсолютном количестве она низкая (поскольку снаружи холодно). Нагреваясь от печки или батарей центрального отопления, процентный в нашем окружении меняется с высокого на низкий. Если в комнате + 25 С, морозные массы начинают буквально высасывать влагу из предметов и людей в комнате. Деревянная мебель рассыхается, цветы желтеют, а люди чувствуют першение во рту, пересушиваются кожа и волосы. Нелегко в такой ситуации тем, кто носит контактные линзы: глаза краснеют, чешутся. Аллергикам тоже несладко - чрезмерная сухость обостряет реакцию на пыль. Поэтому и советуют ставить возле батарей блюдца с водой, хотя это и не панацея.
Чтобы всегда быть в курсе процентного соотношения водяных паров, содержащихся в воздухе, можно приобрести специальные измерители влажности, которые называются гигрометрами. Ведь в сырой среде, как известно, множатся микробы. Поэтому всплески эпидемий гриппа и ОРЗ приходятся как раз на периоды зимних оттепелей, когда южный ветер поднимает температуру и увеличивает «мокроту». В жару, когда «парит» и душно, возрастает количество сердечных приступов, нелегко приходится астматикам. При большой влажности холод и жара переносятся тяжелее, нежели при сухости. Оптимальнее всего для нашего организма - 50-60 % насыщенность водой окружающей атмосферы.
С помощью двух простых термометров можно соорудить собственный гигрометр. Как измерить влажность воздуха в домашних условиях, без реактивов? Помещаем оба градусника в тень, однако нижнюю часть одного из них оборачиваем кусочком смоченного в воде войлока. Испарение влаги охлаждает термометр. Если относительная влажность высокая, войлок высыхает медленно, и оба градусника - мокрый и сухой - показывают одинаковую температуру. А если низкая, тряпочка сохнет быстро, и покрытый испариной измеритель дает меньшие показатели.
Влажность – основной параметр среды, наряду с температурой и скоростью воздуха, который влияет на испарение воды с влажной или смоченной поверхности.Влияние влажности на организм человека особенно заметно при дыхании: проходя через верхние дыхательные пути в бронхи, воздух нагревается при контакте со стенками сосудов дыхательного тракта. Эти стенки связаны со слизистой оболочкой, которая в нормальных условиях покрыта влагой.
Проходя через дыхательные пути в бронхи, воздух нагревается и увлажняется, практически достигая состояния насыщения. Выдыхаемый воздух становится теплым и влажным, об этом говорит конденсация водяного пара при дыхании в холодном помещении или осаждение в виде капелек на холодных поверхностях.
Слизистая оболочка воздушных путей фильтрует воздух, освобождая его от различных примесей, бактерий, вирусов. Внутренняя поверхность бронхов покрыта реснитчатым эпителием, который захватывает посторонние частицы. Эти частицы выводятся из организма с помощью выделений, которые удаляются лишь в том случае, если их вязкость по отношению к воде не слишком высока. Если влажность низка, то испарение воды из слизистой оболочки будет слишком интенсивным, что приведет к ее осушению. Также снижается фильтрующая способность реснитчатого эпителия в бронхах и грязь, содержащаяся в воздухе, легко попадает в дыхательные пути. Чувство сухости слизистой оболочки сигнализирует о наличии бактерий или вирусов, поражающих слизистую оболочку носовой полости, распространяющуюся по бронхам и достигающей легких.
Количество испаряющейся влаги зависит только от влажности вдыхаемого воздуха, поскольку выдыхаемый воздух находится при температуре тела и является насыщенным. Также очевидно, что при одном и том же содержании влаги воздух с более высокой температурой вызовет более интенсивное осушение слизистой оболочки, чем воздух с низкой температурой.
Приведем пример: при вдыхании воздуха с влагосодержанием 3 г/кг. сух. возд. В зимних условиях чувство сухости будет меньше, чем при вдыхании воздуха с тем же влагосодержанием (относительная влажность воздуха 20%) при температуре 20-25 С. Так как температура воздуха в полости легких равна 34С, его влагосодержание в условиях насыщения будет равно 34 г/ кг. сух. возд.. Количество воды, испарившейся со слизистой оболочки, на каждый кг вдыхаемого воздуха:
G exp= x lu — x amb =34,6-3=31,6 г кг сух.возд .
При слабой физической активности человек вдыхает примерно 1 м 3 /ч вохдуха или 1,2 кг/ч, таким образом, теряет каждый час примерно 35 г воды.
В холодных условиях это незаметно, чего нельзя сказать о пребывании в условиях высокой температуры.
Сухость слизистой оболочки верхних дыхательных путей ограничивает ее фильтрующую способность, способствует проникновению в организм загрязнений и в то же время, увеличивает количество воды, испаряющейся из бронхов. Увеличение вязкости слизи ограничивает или подавляет подвижность реснитчатого эпителия, снижая инфекционный барьер.
Осушение дыхательных путей ведет к интенсивному расширению сосудов и обильному потовыделению. Чтобы избежать этих явлений, теплый воздух должен быть достаточно увлажнен. Исследования показали, что минимальная допустимая относительная влажность воздуха примерно 30%, максимальная допустима влажность примерно 80-90%.
Оценивая параметры воздуха в доме, большинство людей прежде всего обращает внимание на его температуру, забывая о таком важном показателе, как влажность. Именно от нее зависит субъективное ощущение жары или холода, общее самочувствие, состояние растений и сохранность многих предметов быта. Разберемся, какова норма влажности воздуха в квартире, а также выясним, на что она влияет.
Показатель влажности отражает степень насыщенности воздуха водяным паром. Он бывает абсолютным и относительным. В первом случае определяется, сколько грамм влаги содержится в 1 кубометре воздуха. Во втором – рассчитывается процентное соотношение реального количества воды в атмосфере (абсолютный показатель) и максимально возможного при заданной температуре.
При использовании такого понятия, как норма влажности в квартире, подразумевается относительный показатель. Этот параметр во многом определяет комфортность микроклимата в помещении. И человек, и домашняя обстановка страдают от чрезмерно высокой или слишком низкой влажности.
Сухой воздух в помещении провоцирует повышенную потерю влаги через кожу и дыхательные пути. Это может привести к таким неприятным последствиям, как:
- снижение эластичности волос, ногтей и кожных покровов, сопровождающееся появлением микротрещин, морщин, шелушений, дерматита;
- пересыхание слизистой оболочки глаз, симптомами которого являются зуд, покраснение, ощущение «песка»;
- загустение крови, приводящее к замедлению ее циркуляции, слабости, головной боли, снижению работоспособности, повышению нагрузки на сердце;
- увеличение вязкости желудочного и кишечного соков, провоцирующее замедление пищеварения;
- пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей, следствием которого являются ослабление местного иммунитета и повышение частоты ОРВИ;
- повышение количества респираторных аллергенов в атмосфере, которые в норме должны связываться капельками жидкости.
Избыток влаги в воздухе создает приемлемые условия для размножения плесени, грибков, бактерий. В результате жители дома могут столкнуться с:
- респираторными заболеваниями – хроническим насморком, бронхитом, астмой, аллергией;
- ощущением духоты или сырости в помещении;
- неприятным запахом из-за размножения патогенных микроорганизмов;
- увеличением длительности высыхания постиранного белья.
Чрезмерное или недостаточное количество влаги плохо сказывается и на состоянии предметов домашней обстановки. Растения пересыхают или начинают гнить, деревянная мебель и паркет деформируются либо «ссыхаются», картины тускнеют, изделия из бумаги теряют структуру.
Факторы, влияющие на влажность
Главный фактор, который влияет на влажность воздуха, – его температура. Чем он теплее, тем большее количество водяного пара он может максимально в себя вместить, и наоборот. Но при оценке относительной влажности действует обратная зависимость: чем теплее воздух, тем меньше будет его относительная влажность при одном и том же объем водяного пара, находящимся в нем. Поэтому проветривание зимой делает воздух более свежим, но менее влажным. Оптимальной температурой считается 18-22 ºC.
Водяные пары из воздуха в комнате «забирают»:
- любые отопительные приборы;
- кондиционер;
- предметы интерьера, особенно мягкая мебель, игрушки, ковры.
К повышению относительной влажности приводят любые источники воды и пара:
- аквариум;
- комнатные растения;
- влажное белье;
- емкости с кипящей водой (кастрюля, чайник);
- протекающая крыша;
- неисправные водопроводные трубы и сантехника.
Нормативные показатели
Разберемся, какая влажность воздуха считается нормальной в квартире. Это зависит от предназначения помещений и времени года.
Нормативы влажности для жилья:
- теплый период – 30-60%, максимально допустимая – 65% (для отдельных регионов с повышенной влажностью данный норматив может быть увеличен до 75%);
- холодный период – 30-45%, максимально допустимая – 60%.
Относительная влажность воздуха не нормируется во вспомогательных комнатах – ванной, туалете, коридоре, кладовой и прочих.
Нормативы для растений и предметов интерьера:
- для мебели и антиквариата – 40-60%;
- для техники – 45-60%
- для книг – 30-65%;
- для растений – тропических – 80-95%, субтропических – 75-80%, других – 40-70%.
Какова норма относительной влажности воздуха в квартире, где проживает ребенок? Поскольку у маленьких детей интенсивность теплообменных процессов повышена, они особенно чувствительны к несоблюдению параметров микроклимата. Идеальная влажность воздуха в детской комнате – 50-70% . Если ребенок болен ОРВИ или инфекционной патологией, то не стоит допускать снижения этого параметра менее 60%.
Для поддержания оптимального уровня влажности часто рекомендуется устанавливать увлажнители воздуха
Важно: В отопительный сезон влажность воздуха падает до 15-20%. Ее обязательно нужно поднимать, особенно если в доме есть дети, астматики и аллергики.
Как измерить относительную влажность?
Зная, какой должна быть оптимальная влажность воздуха в квартире, стоит определиться, как ее можно измерить. Наиболее рациональный способ – использование специального устройства – гигрометра.
Существует несколько типов прибора – электрический, химический, конденсационный, волосной и прочие. Для квартиры не стоит приобретать дорогое профессиональное устройство. Достаточно самого простого гигрометра с погрешностью 3-5%. Зачастую его совмещают с часами и термометром. Важно ставить гигрометр подальше от источников влаги и тепла.
Определить влажность можно с помощью альтернативных методов – стакана с водой, таблицы Ассмана и еловой шишки.
Стакан воды
Следует налить в стакан воду и охладить ее до 3-5 ºС. Для этого достаточно отправить сосуд на 3 часа в холодильник. Далее нужно поставить стакан на стол вдалеке от батареи и понаблюдать за ним 5 минут. При этом на его стенках из-за перепада температур образуется конденсат. Возможные результаты:
- стекло в течение нескольких минут высохло – влажность понижена;
- стенки остались запотевшими – параметры микроклимата в норме;
- по стакану потекли струйки воды – в воздухе слишком много влаги.
Таблица Ассмана
Таблица Ассмана разработана для определения влажности с помощью психрометра – прибора, состоящего из двух термометров – обычного и с устройством увлажнения. Его подобие можно сделать дома. Необходимо сначала измерить температуру в помещении обычным спиртовым термометром и записать ее значение. Затем следует обернуть его конец влажной тканью. Через 5 минут требуется провести повторный замер температуры. Она должна снизиться.
Далее необходимо посмотреть в таблицу Ассмана. По вертикали расположены показания «сухого» термометра, по горизонтали – разница температур. Увидев нужные значения, следует найти их пересечение. Это и будет показатель относительной влажности.
Еловая шишка
На заметку: Косвенными признаками низкой влажности воздуха в помещении считаются пересыхание кончиков листьев растений и электрические разряды, исходящие от синтетической одежды.
Регуляция влажности
В любое время года нормальная влажность воздуха в квартире должна быть не меньше 30-40% и не выше 65%. Как ее регулировать?
Способы снижения влажности:
- частое проветривание помещений;
- установка вытяжных вентиляторов;
- использование осушителей воздуха и климатических систем;
- своевременный ремонт водопроводных труб и сантехнических приборов;
- применение обогревателей и кондиционеров;
- отказ от сушки белья в комнате;
- установка .
- приобретение аквариума или декоративного фонтана;
- минимальное использование обогревателя и кондиционера;
- развешивание влажных полотенец на батареях;
- периодическое разбрызгивание воды из пульверизатора;
- использование – парового, ультразвукового или традиционного;
- регулярное проведение влажной уборки;
- выращивание большого количества комнатных цветов.
Влажность воздуха в доме – важный параметр, влияющий как на самочувствие его обитателей, так и на предметы интерьера. В норме этот показатель находится в пределах от 40 до 60%. Особенно важно следить за влажностью в комнатах, где проводят большую часть времени дети, а также люди с респираторными заболеваниями. Для регулировки концентрации влаги в воздухе удобно использовать бытовые увлажнители и осушители.
Твитнуть
Понятие влажности воздуха определяется, как фактическое нахождение частиц воды в определенной физической среде, в том числе — в атмосфере. При этом следует различать влажность абсолютную и относительную: в первом случае речь идет о чистом процентном количестве влаги. В соответствии с законом термодинамики, предельное содержание молекул воды в воздухе ограничено. Максимально допустимый уровень определяет относительные показатели влажности и зависит от ряда факторов:
- атмосферное давление;
- температура воздуха;
- наличие мелких частиц (пыли);
- уровень загрязнения химическими веществами;
Общепринятая мера измерения — проценты, при этом расчет идет по специальной формуле, которая будет рассмотрена далее.
Абсолютная влажность измеряется в граммах на кубический сантиметр, которые для удобства также переводятся в проценты. С увеличением высоты количество влаги может увеличиваться в зависимости от региона, но по достижении определенного потолка (примерно 6-7 километров над уровнем моря) влажность снижается до около нулевых значений. Абсолютная влажность считается одним из основных макропараметров: на его основе составляются планетарные климатические карты и зоны.
Определение уровня влажности
(Прибор психометр - по нему определяют влажность по разницы температур между сухим и влажным термометром )
Влажность по абсолютному соотношению определяется при помощи специальных приборов, которые устанавливают процентное содержание молекул воды в атмосфере. Как правило, суточные колебания ничтожны — этот показатель можно считать статическим, и он не отражает важные климатические условия. Напротив, относительная влажность подвержена сильным суточным колебаниям, и отражает точное распределение конденсированной влаги, ее давление и равновесное насыщение. Именно этот показатель считается основным и рассчитывается как минимум раз в сутки.
Определение относительно влажность воздуха проводится по сложной формуле, которая учитывает:
- текущую точку росы;
- температуру;
- давление насыщенного пара;
- различные математические модели;
В практике синоптических прогнозов используется упрощенный подход, когда влажность вычисляется приблизительно, с учетом температурной разницы и точки росы (отметки, когда излишняя влага выпадает в виде осадков). Такой подход позволяет с точностью в 90-95% определить требуемые показатели, что более чем достаточно для повседневных нужд.
Зависимость от природных факторов
Содержание молекул воды в воздухе зависит от климатических особенностей конкретного региона, погодных условий, атмосферного давления и некоторых других условий. Так, наибольшая абсолютная влажность наблюдается в тропической и прибрежной зонах и достигает отметки в 5%. Относительная влажность дополнительно зависит от колебаний ряда факторов, рассмотренных ранее. В дождливый период с условиями пониженного атмосферного давления, показатели относительной влажности могут достигать 85-95%. Высокое давление снижает насыщение водяных паров в атмосфере, соответственно понижая их уровень.
Важная особенность относительной влажности — ее зависимость от термодинамического состояния. Естественной равновесной влажностью является показатель в 100%, что, разумеется, недостижимо по причине крайней неустойчивости климата. Техногенные факторы также влияют на колебания атмосферной влажности. В условиях мегаполисов наблюдается повышенное испарение влаги с асфальтированных поверхностей, одновременно с выбросом большого количества взвешенных частиц и угарного газа. Это обуславливает сильное снижение влажности в большинстве городов мира.
Влияние на человеческий организм
Комфортные для человека границы атмосферной влажности находятся в пределах от 40 до 70%. Длительное нахождение в условиях сильного отклонения от указанной нормы может вызвать заметное ухудшение самочувствия, вплоть до развития патологических состояний. Следует отметить, что человек особенно чувствителен к чрезмерно низкой влажности, испытывая ряд характерных симптомов:
- раздражение слизистых оболочек;
- развитие хронических ринитов;
- повышенная утомляемость;
- ухудшение состояния кожных покровов;
- снижение иммунитета;
Среди негативных эффектов повышенной влажности можно отметить риск развития грибковых и простудных заболеваний.
Практически во всех прогнозах погоды упоминают об относительной влажности. Этот показатель говорит, сколько в воздухе содержится процентов водяного пара от максимально возможного количества в данных условиях (температура и давление). Для чего же нужны сведения о влажности в обычной жизни и как влажность может влиять на здоровье человека?
Человеческое тело большей частью состоит из воды, поэтому и большинство процессов в нем происходит с участием жидкости. По той же причине влага, находящаяся в воздухе, влияет на организм. Каждый ощущал на себе, что повышенная или пониженная влажность меняет восприятие температуры.
Показатель влажности, в условиях которой человек чувствует себя комфортно, колеблется в пределах от 30 до 60%. Зависит это от температуры, уровня физической нагрузки и даже от возраста. Например, младенцы очень плохо переносят сухой воздух, а влага благоприятно действует на их кожу и слизистые оболочки, облегчает дыхание.
Рассмотрим по отдельности влияние высокой и слишком низкой влажности на организм и здоровье человека.
Повышенная влажность
- Насыщенное влагой тепло – идеальные условия для развития бактерий и всевозможных грибков, что может привести к возникновению и усилению аллергических реакций.
- Большая концентрация влаги не позволяет телу человека поддерживать нормальную температуру – не работает должным образом механизм терморегуляции. Чтобы охладить себя, человеческое тело использует потоотделение. Пот, испаряясь с поверхности кожи, выводит лишнее тепло. Но если испарятся некуда? Тогда организм начинает работать с повышенной силой, а это приводит к обратному результату – перегреву. Возможны вялость, рвота, потеря сознания, сильная вязкость крови и, как следствие, проблемы с сердцем. Даже возможно кислородное голодание мозга.
- Люди, страдающие от атеросклероза, гипертонии, всевозможных заболеваний сердечно-сосудистой системы, должны быть особенно осторожны в жару при высокой влажности. Существует возможность резкого обострения заболеваний и неконтролируемых приступов.
- Большая влажность в сочетании с низкой температурой опасна слишком сильным переохлаждением и обморожениями. Это может произойти и около 0°C , а не только при минусе.
Пониженная влажность
- При избыточной сухости воздуха организм начинает усиленно испарять влагу, что может стать причиной пересыхания слизистых оболочек рта, носа и глаз.
- Астматикам слишком сухой воздух также чрезвычайно вреден, они начинают хуже себя чувствовать, возможны обострения болезни.
- Достаточно долгое пребывание в сухом воздухе грозит снижением иммунитета и частыми респираторными заболеваниями. Это случается из-за того, что пересушенная слизистая препятствует нормальному дыханию, вследствие чего организм не получает достаточного количество кислорода.
К сожалению, мы не можем влиять на влажность воздуха на улице. Но в своем доме, офисе или квартире вполне возможно создать комфортный микроклимат. Ведь постоянная влажность, как повышенная, так и пониженная, может привести к множеству негативных последствий: плохое самочувствие, быстрая утомляемость, различные заболевания, вплоть до туберкулеза и ревматизма.