朱子君,李浩然
(河北建筑工程學院,河北 張家口 075000)
低濕度環境(相對濕度<30%)與皮膚和喉嚨干燥、粘膜干燥、眼睛感覺刺激以及靜電有關[1]??諝鉂穸容^低會引起靜電、易產生煙塵對生活產生影響。室內空氣過分干燥或潮濕,均利于某些細菌和病毒的滋生與傳播。干燥空氣會引起水分的喪失,使人肌膚干裂,口、鼻等黏膜也遭受影響,而產生口渴、干燥、音啞、喉痛等病癥,所以當冬季干冷風侵襲之際,極易使人上火。
室內空氣濕度調節的綠色方法指的是在建筑全生命周期內,為保護人類賴以生存的自然環境,為給人類提供健康舒適的工作、居住和活動空間,綠色方法將以最少的能源和資源消耗、以最少的污染物排放,將對環境和生態產生的影響降到最低[2]。
2003 年,國家發布實施了《室內空氣質量標準》,夏季制冷時,相對濕度以40%~80%為宜,冬季采暖時,應控制在30%~60%[3]。老年人和兒童適宜的居室相對濕度約為45%~50%,氣喘等呼吸系統疾病的患者適宜的居室相對濕度約在40%~50%。溫濕度變化很難具體感受出來,因此建議在房間備上個濕度計以方便隨時調節房間內的溫濕度。關于健康影響,將不利健康影響降至最低的最佳相對濕度范圍在40%~60%之間。如上所述,低濕度或高濕度可能會對健康造成不利影響。因此,當所有學生在宿舍時,例如午休與晚間睡覺時濕度環境非常重要。
我國干濕分區分為濕潤區、半濕潤區、半干旱區和干旱區。其中張家口位于半干旱區,年降水量小于年蒸發量,空氣較為干燥,室內空氣濕度遠不能達到國家最低標準。
本文選取河北建筑工程學院北一齋宿舍樓C602寢室為調研主要地點,寢室凈寬3.3m,凈高3.05m,進深5.4m,有1.2m 陽臺。寢室為上床下桌,四人間。寢室空間開敞,適合進行學生間的交流活動。宿舍采暖設施為土暖氣。
實驗過程測試點高度為1.1m(工作臺高度),并連續三天進行室內室外的測量,使用TES1362 溫濕度計每隔1h 記錄一次溫度和相對濕度。測量調查在3 月進行,因此調查的室外溫度和絕對濕度略高于冬季平均水平。
圖1和圖2 顯示了冬季室內外相對濕度和溫度分布的折線圖。在測量期間,宿舍室內的溫度穩定在19℃左右。宿舍室內的溫度滿足國家相關規范的要求。宿舍室內的相對濕度在7%~14%之間,非常低,遠遠不能滿足規定中最低相對濕度30%的要求。而室外的相對濕度保持在20%~70%。室外相對濕度較高是因為環境溫度較低,中午室外溫度較高時,相對濕度也會降下來。室外濕度在夜間較高是因為夜間溫度低,白天由于溫度較高,空氣相對濕度反而會較低。至于空氣的絕對濕度,則在一天中變化并不大。

圖1 北一齋C602 宿舍室內外相對濕度

圖2 北一齋C602 宿舍室內外溫度
根據對室外絕對濕度的依賴性,計算和分析了每個小時宿舍內的室內絕對濕度與室外絕對濕度的關系。分析結果如圖3 所示。相關系數R2 為0.44,即線性關系并不是特別明顯;觀察圖4 可知,當室外絕對濕度變化時,室內絕對濕度會在約2h 后產生相應變化。

圖3 室外絕對濕度與室內絕對濕度的關系
在冬季,宿舍的室內外絕對濕度之間的統計相關性較低。室內絕對濕度與室外絕對濕度大體相當??紤]到宿舍墻體與密封陽臺的建筑圍護結構,可以得知宿舍樓的房屋具有一定的密封性,這使得室外水汽在2h之后使室內絕對濕度相應的改變。
該地區室外的絕對濕度在1~2.71g/m3之間,數值比較低;在室內的絕對濕度中,測得的絕對濕度為1.14~2.71g/m3之間,數值同樣偏低。同樣由圖4 可知,無論室內還是室外,夜間的絕對濕度都高于白天。

圖4 北一齋C602 宿舍室內外絕對濕度
關于居住建筑,沒有可接受的溫度和濕度波動的標準。然而,一些指南適用于公共建筑。博物館應避免溫度和相對濕度的每日大幅波動,以防止展品表面壓力過大。此外,研究表明,絕大多數材料可以自然適應大約50%的中等相對濕度,并且每天的相對濕度變化為:晝夜間的相對濕度差不應大于5%;溫度日較差應控制在2~5℃范圍內[4]。當溫濕度變化過大時對大多數建筑材料具有破壞性。
為了研究高校宿舍室內氣候的變化,計算了北一齋C602 宿舍室內外的溫度、相對濕度和絕對濕度的日振幅,即日最大值和最小值之間的差異。表1 顯示了3d 內這些日值的具體情況。在室外,每天的溫度波動幅度較大,與該地區海拔700m 有一定關系。室內溫度較為穩定,每天只有1℃左右的變化,相對濕度、絕對濕度相較室外也較小。溫度和絕對濕度的變化影響相對濕度的變化。室外的相對濕度變化較大,是因為室外溫度變化較大,室外絕對濕度一天中并沒有太大變化。在測試的3d 內,相對濕度平均振幅均在40%以上,這與測試的第一天該地有降雪有很大關系。根據目前的調查,認為宿舍室內有必要采取一些濕度調節策略。

表1 宿舍室內外溫度(ΔT)、相對濕度(ΔRH)和絕對濕度(ΔAH)的平均日振幅
楊紅教授提出了調濕材料的調濕方法,即在不使用電能等人工能源的自然條件下利用其自身的吸放濕性能自動感應空間內空氣濕度變化,進而對室內空氣濕度進行自動調節的材料。液態水的蒸發調濕,指的是利用水景中水的自然蒸發調節室內空氣濕度??椢镏形剿恼舭l調濕,指的是纖維、棉等材料吸濕后調濕的方法。還有植物調濕[5]。文章中提到的方法有利于提高室內的濕度,然而還有更多的方法未被提到。本文將繼續擴充。
3.2.1 放置盛水的敞口容器
該方法簡單實用,是提高室內空氣相對濕度最簡單有效的方法。該方法被稱為“土方法”。不得不說這也顯示了人民的鄉土智慧。當具有室內體積1%的水面時即可大幅度提高室內相對濕度。
放置一盆水后,如同給室內添加了一處水環境,水分在慢慢蒸發的過程中,會增加室內濕度,從而降低干燥感。除清水盆之外,空瓶、水罐、裝飾用的花插、瓷器等也可盛裝清液置于室內各處,這樣一來便可給居室增添一些個較小的水環境條件,對提高居室溫濕度也有顯著效益。該方法具有簡單實用的效果。
3.2.2 在地面灑水
與在地面灑水相似的方法還有用干凈的拖把拖地。用濕墩布擦洗地板,拖地的時候就是進行加濕,提高拖地次數也就對居室多進行了一些加濕。經常用濕布擦洗家具,也可以為房間加濕。該方法雖然過程繁雜,效果優于第一種方法。
3.2.3 在供暖期間把吸水材質放在發熱處
在供暖期,將濕潤的吸水材料放置在暖氣上,利用高溫加快水的蒸發,從而快速的使室內空氣相對濕度有所提高。該方法具有快速、適用面廣的特點。
3.2.4 開窗通風
開窗通風換氣要注意時間,因為總的來說,室外的空氣濕度與室內空氣的絕對濕度有先后的變化(圖4),可在室外濕氣較大時開窗換氣,從而改善室內空氣濕度。然而有些時候室內空氣絕對濕度高于室外。開窗通風的并不是一個可取的方法。
3.2.5 干燥時多飲水,多吃水果
其他的方法都是通過改變人體外部環境來達到合適的相對濕度。而多飲水,多吃水果是通過人體內部補充水分達到適應環境的方法。
3.2.6 人體散發水蒸氣
人體每時每刻都在散發著水蒸氣。呼吸過程就是一個很好的例子。當一個房間內人數較多時,也會增加室內空氣的相對濕度。這一點還可以解釋居住建筑層高不宜過高,因為高度超過3.3m 時,房間體積增大,填滿房間所需人氣也增大,對人體的精力是一種損耗。
本研究根據為期連續三天的測量結果,對高校宿舍的室內外濕度環境進行了分析,以明確濕度環境特征。分析結果表明,在冬季,該地區相對濕度降至20%以下,由于都安裝了集中供暖系統。室內溫度高、室外絕對濕度低是造成室內環境過度干燥的主要原因。因此,受低濕度影響的健康問題需要認真關注。
此外,被調查宿舍的室內濕度環境與室外濕度水平、供暖、人類行為以及建筑氣密性能有很強的相關性。與室外濕度水平相比,室內濕度可通過人工加濕或密閉室內等方法增加。
位于半干旱地區的高校宿舍普遍存在相對濕度較低的問題。本文研究得出的結論都是實測數據,具有很高的參考價值,提出的方法都是環??尚械木G色辦法,可供參考借鑒,目的是為高校宿舍室內創造一個可持續健康的室內環境。對于用加濕器等耗能的方法,本文尚未進行討論。