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健康的湿度和湿度控制技术
健康的湿度和湿度控制技术

在我们的生活中有诸多的环境因素,对人体健康影响最大的是温度和湿度。虽然我们还不能控制自然环境中大气的温湿度,但通过各种现代科技手段却可以调节室内空气的温湿度。干燥的环境导致水份过度流失,加速生命的衰老,湿润的空气才能保持生机盎然。居室小气候是由湿度、温度、风速等因素综合构成。人体对外界温度的变化是有一定的适应能力的,我们的身体可以借助体温调节保持平衡,但这种调节是有限的,室内的温度过高或过低,都会影响到人的体温调节功能,过高会造成散温不良引起体温升高,血管扩张、脉搏加速,温度过低,又会使人代谢功能下降,脉搏和呼吸减慢,皮肤过紧,皮下血管收缩,呼吸道抵抗力下降。因此,医疗气象学把人体对“冷耐受”的下限温度和“热耐受”的上限温度分别定为11℃和32℃。再说湿度,夏天湿度大,抑制人体蒸发散热,使人体感到不舒适;冬天漫度大,会加速热传导而使人觉得寒冷。室内湿度过低时,因上呼吸道粘膜的水分大量散失面感到口干舌燥,并易感冒。人体适宜的相对湿度上限值不超过80%,下限值不低于30%。人的体感受两者的综合作用的影响,因此,医疗气象学上把人的体感分别用:舒适、稍暖、暖、热、稍凉、凉、冷等多个等级来评价室内温湿度是否适宜。科学证明,室内小环境的最佳组合为:温度18°C-25°C,湿度45-65%RH。这时,人的身体、思维皆处于良好状态,无论工作、休息都有收到较好的效果。


       健康的湿度既可抑制病菌的滋生和传播,还可提高免疫力。在我国大部分地区春夏两季潮湿的阴雨天气,除了让人心情不好外,还会导致家具发霉、衣物晾不各种状况,东南地区会有室内居住环境潮湿的情况,而北方城市的低楼层、地下室在春夏雨季也备受潮气困扰,一些因为住房规划和设计不当造成的居室潮湿问题更是长期的状况。在湿气重的环境下生活除了不便还会影响身体健康,不适宜的温湿度不仅浪费能源,同时也会引发人们的不舒适感。不仅仅是对身体的影响,对工业生产更是息息相关,湿度过高,会加速机械设备的锈蚀,食品的霉变、空气干燥极易产生静电对电子行业极为不利。因此现代建筑的设计首先要考虑的是建筑保温保湿程节能,充分利用太阳能来选择合理的建筑体形与平面形式保持室内具有良好的热工特性,具备整体保温和蓄热能力。科学合理的运用建筑保温系统科、节点构造设计,采用各种手段调节室内空气温湿度。比如利用多孔建筑装饰材料的吸湿和蓄湿特性吸收室内空气中多余的水汽,起到调节室内空气湿度的作用,它与传热过程类似,经过在外围护结构中高湿空气侧的吸湿、材料内湿迁移湿渗透)和低湿空气侧的释湿过程。(可采用的建筑装饰材料以纸面石膏板为代表。是以建筑石膏为主要原料摻入适量的添加剂如填充料、发泡剂、缓凝剂等以及纤维做成板芯,以特殊的板纸为护面而制成)。
       随着生产的发展和生活水平的提高,空气除湿已发展成一门新的技术。常用的空气除混方法有冷却法除湿、液体吸收剂除湿、固体吸附剂除湿、转轮法除湿。这些除湿方法虽然应用广泛,但是仍然存在一定的不足。尤其是当前人们在保护环境、节约能源等方面的意识不断增强,以及传统的除湿技术的弊端的日益显现,研究并提出新型除湿技术便成为关键。因此膜法除湿、热泵除湿、HNAC除湿、热电冷凝除湿和电化学除湿等些新型除湿技术也引起了广泛关注。
       冷冻除湿法是最常见的除湿技术,它的不足在于不能达到非常低的露点,而且能耗较大;用干燥法去湿的技术应用也很广泛,吸湿剂可分为吸附式除湿剂和吸收式除湿剂两类,吸附式除湿剂处理湿空气时,不改变自身的物理或化学结构,如硅胶、活性铝、铝胶或分子筛;吸收式吸湿剂在吸湿过程中会改变自身的物理或化学结构,如氯化钙或氯化锂等盐类。液体吸湿剂大多是浓缩的盐溶液、,如三甘醇、氯化锂、溴化锂、氯化钙等水溶液,具有与使用要求相适应的蒸汽压力特性。通过调节液体吸湿剂的温度和浓度,可以实现多种空气处理过程,将空气处理到所需的状态,可避免冷冻除湿过程中先将空气冷却到机器露点而后再加热的冷热抵消现象。
       液体吸湿剂处理空气时还具有消除空气中气态污染物和微生物的作用,有助于改善室内空气质量。采用固体或液体吸湿剂的空调系统,必須有相应的吸湿剂再生功能,所以系统复杂,设备占地面积大,维护要求较高,这种方式主要用于对湿度要求较高的生产过程或有特殊用途的房间。


 
       千式除湿机的应用也很普遍,它的原理是湿空气通过含吸湿剂的纤维纸的蜂高状体(如转轮除湿机,在水蒸汽分压力差的作用下,水分被吸湿剂吸收或吸附。目前转轮除湿技术的发展较快,除湿能力较强,其除湿效果也比冷冻除湿好,主要应用于潮湿气候环境下湿负荷较大且有低湿要求的房间。与冷冻除湿相比,被处理空气不必冷却至露点温度以下,避免了制冷剂蒸发温度过低问题。
       有除湿就会有加湿,目前加湿设备品种繁多,性能各异,按其原理可分为蒸汽加湿、自然蒸发加湿、强制蒸发加湿混。以典型产品为例主要有干蒸汽加湿器、电极式加湿器、红外线加湿器、喷淋、喷雾加湿器、超         声波加湿器、湿膜式加湿器等等,这些加湿产品要根据环境对加湿的要求和使用场合的实际情况来综合选择,首先应考虑对环境湿度的控制精度,对湿度要求高的场所就需选用可控制且精度高的产品,如独立空间加湿可选用电极式或红外加湿器,集中空调系统则应选用干蒸汽加湿混器。对计算机房、精密仪器仪表装配等要求连续使用的场合,选用运行可靠性强的于蒸汽加湿或红外加湿器。对各种精品或价值贵重的展品保存场所,可选用湿膜加湿方法但用水的纯净度有较高要求,如使用纯水或蒸馏水等。对加湿精度要求不高且要求加湿量大的场所选用喷雾加湿是比较合适的。还应考虑特殊场合需求如要求无菌场所或有洁净要求的场所,则只能使用红外加湿,对运行噪声要求严格的场所则选用喷雾加湿时应考虑其噪声影响。当然还要考虑维护保养及运行成本喷雾加湿器的喷淋水泵或空压机需要定期保养,喷骑因为磨损需要更換,红外加湿器的灯管需要定期更换,电极式需要定期清洗,根据维护保养的难易结合使用场所选用合适的加湿设备可以节省运行费用。所以选择加湿器应根据使用环境及使用要求综合考虑
       在实际应用中.宜将多种空气处理方法根据需要进行有机的组合,再加上合理的控制,就可以对室内的温湿度环境进行有效的控制和调节。总之,随着现代需求的发展,湿度调节技术仍然处在不断发展之中,其应用范围也将越来越广。下面以盐城某幼儿同项目的湿度控制案例来同大家分享,它采用了一种膜技术和真空除湿技术。
       盐城某幼儿园项目分享
       盐城地区的气候特点是冬天湿冷,湿度较大,夏季较热。该项目是我国在夏热冬冷地区第一个被动式低能耗幼儿园项日。在该地区做幼儿园项目具有重要的示范意义。采用被动式低能耗建筑既减少一次能源的使用,又能保证建筑使用舒适度,符合当地的气候条件及人们的生活习惯,这个幼儿园可以在用能极低的情况下为小朋友提供安全新适的室内环境。是目前江苏省最节能、环保、舒适度最高的幼儿园。
该项目有如下特点:一是既使在重度雾霾天气情况下,室内空气仍然保持优质水平;二是岩棉外墙外保温系统施工质量较好,其挑出构件的节点处理仔细;三是外遮阳系统性能优异;四是如何在过度季节控制好室内适宜的湿度是新风系统应用的难点,也是新风系统面临的一个重要课题。我们设计的新风系统采用的膜技术真空除湿技术,这是我国企业针对被动房研发的享有知识产权的专有技术。



 
       住房和城乡建设部科技与产业化发展中心和德国能源署对这个示范项目提供被动式低能耗建筑技术咨询服务,由盐城XX置业有限公司开发。幼儿园位于江苏省盐城市城南新区,总建筑面积1526m2.占地面积为763m2.建筑共2层,底层高度4.2m,二层高度45m,建筑为框架结构,体型系数0.28.耐火等级为2级,设计有5个较大空间的教室、一个音体教室和一个办公室,设有晨检室、隔离室、医务室。
       做为示范项日,整体建设施工十分精细质量很好,气密性测试结果为正负压50MPa下换气次数分别为0.16次/h和0.15次/h,气密性能优异。盐城地区过渡季节时间长,室外温度适宜,而湿度超过人体适宜范,冬季无集体市政供暖,根据气候和幼儿园环境特点,新风系统采取石墨烯热能转换芯体及真空除湿技术措施,从而达到对新风有效的除湿及温度的合理控制,提高了舒适度。
       真空除湿技术应用负压除湿原理,利用膜材透水的唯一性,让水分子以既定方向传输。水分子是以气态分子形式迁移的,在导湿过程中,空气中的水分是以水分子的形式在膜之间进行交换,没有凝结水产生,在低温状态下不会产生结露和冰堵现象。石墨烯改性抗菌透水膜在制备材料中添加了银、钛等功能性离子,具有杀菌抑菌功能,可有效去除空气中水分及抑制细菌滋生。
       针对幼儿园教室的空间大、人员密度大导致CO2易超标、人体散热量大问题,新风系统采用了新风与回风相结合的空气流动方式,新风设备配置了5s0omMn大风量结构的设计,符合每个教室30学生的新风量要求,风量在0-500m3h范围内可调,净化段并设有G3粗效电子亚高效离子过滤器高效高效过滤,PM2.5一次性净化半达95%,有效控制室内CO2、PM25T及VOC等物质。
       系统通过设备标配的云测仪可以将室内的温度、湿度、CO2及PM2.5等净化数据实时显示在室内的液晶控制面板上,云平台系统通过账号管理,可将净化数据实时推送至园方领导及家长手机AP客户端。

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