START EKOENERGIA                                                                                                                                        Zapraszamy na forum Zapraszamy na blogi Zapraszamy na Chat Mobilny internet Radio internetowe Hobby Lotnictwo
ekoenergia11.jpg

Dotacje i pomoc dla OZE?

Krajowe
Unijne

Darmowe statystyki

ekoEnergia: ogrzewanie, wentylacja pomieszczeń, mądre budowanie, energia solarna, ekologia

Wilgoć w pomieszczeniach Email
05.05.2007.

Emisja wilgoci w pomieszczeniach mieszkalnych


We właściwie zaprojektowanym i wybudowanym budynku oraz w warunkach jego normalnej eksploatacji (wykluczając wilgoć związaną z procesem budowy, podsiąkającą wodę gruntową, czy sytuacje awaryjne: powódŹ, przecieki) można wymienić następujące procesy kształtujące warunki wilgotnościowe panujące w budynku:
  • emisję pary wodnej
  • transport pary wodnej z przepływającym powietrzem,
  • przemianę fazy z ciekłej na gazową i odwrotnie,
  • sorpcję i desorpcję pary wodnej w przegrodach budowlanych, materiałach wykończeniowych oraz wyposażenia wnętrz,
  • dyfuzję pary wodnej przez przegrody budowlane

Wśród wyżej wymienionych procesów emisja pary wodnej związana z działalnością użytkowników jest podstawowym (praktycznie jedynym) Źródłem wilgoci w budynku mieszkalnym.

Proces ten w związku z tym, że para wodna emitowana jest bezpośrednio do powietrza wywiera nie tylko największy, ale także najszybszy wpływ na wilgotność powietrza wewnętrznego. Ponad to, charakteryzuje się dużą zmiennością i losowym charakterem zmian.
W artykule opisano wielkość emisji związanej z poszczególnymi czynnościami lub zdarzeniami, a także przedstawiono dynamikę zmian w przebiegu emisji pary wodnej.

Określenie emisji pary wodnej związanej z poszczególnymi czynnościami

Wymieniony wcześniej proces emisji pary wodnej zawiera następujące składowe:
  • emisję związaną z metabolizmem użytkowników pomieszczeń,
  • emisję związaną z czynnościami wykonywanymi przez użytkowników,
  • zyski wilgoci od roślin znajdujących się w pomieszczeniu,
  • parowanie wody ze swobodnego zwierciadła cieczy.

Wartości typowe dla poszczególnych czynności czy związane z konkretną aktywnością użytkownika pomieszczenia można stosunkowo łatwo wyznaczyć.

Wielkość emisji pary wodnej pochodzącej od wybranych czynności wykonywanych przez użytkowników lub zdarzeń mąjących miejsce w pomieszczeniu zestawiono w poniższej tabeli [6], [9], [l0]:
Emisja pary wodnej dla wybranych czynności według [6], [9], [10]

Czynność lub Źródło Emisja pary
Prysznic2 500 g/h
Kąpiel w wannie1200 g/h
Suszenie prania (4,5kg) 1 800 g
Pranie w pralce automatycznej2 100 g/h
Prasowanie400 g/h
Parzenie kawy w ekspresie 100 g/h
Gotowanie (3 posiłki)1 000 g
Smażenie na ruszcie (3000 W)
500 g/h
Zmywanie naczyń (3 posiłki)
600 g
Opiekanie pieczywa (500W)
70 g/h
Suszenie włosów (suszarka 1000 W)
240 g/h
Mycie podłogi (12 m2)1700 g
Schnięcie drewna do kominka200 g/h
Proces spalania (kuchnie gazowe i inne urządzenia bez odprowadzania spalin)1000 g/kg paliwa
Spalanie gazu potrzebnego do zagotowania czjnika z wodą 55g

Istotnym Źródłem wilgoci w pomieszczeniach mogą być rośliny.

Emisja pary wodnej, pochodząca z parowania wody z nadziemnych części roślin (transpiracja), zależy przede wszystkim od oświetlenia i temperatury. Określając intensywność emisji można przyjąć, że praktycznie cała woda użyta do podlewania jest transpirowana. Wynika to między innymi z wielkość współczynnika transpiracji, czyli ilości transpirowanej wody jaka jest potrzebna do wyprodukowania 1 kg suchej masy.
Współczynnik ten wynosi od 293 l/kg dla prosa do 905 l/kg dla lnu [16], średnia dla roślin doniczkowych to okolo 500 l/kg [6].

Oznacza to, że ponad 99% wody, którą podlewamy rośliny jest póŹniej odparowywana do powietrza.

Jednym z gatunków o największych możliwościach transpiracji jest palma złotowiec (chrysalidocarpus lutescens) [17]. Roślina o wielkości 1.8 m może wyemitować w ciągu doby ok. 1000 g wody [17], co daje średnią emisję ok. 40 g/h.

W ramach procesu emisji ujęto również parowanie wody ze swobodnej powierzchni cieczy.

Proces ten można ilościowo opisać równaniem [3]:




Określenie dynamiki zmian procesu emisji pary wodnej

Emisja pary wodnej jest w dużym stopniu uzależniona od zachowania się użytkowników pomieszczeń. W związku z tym dynamiczne przebiegi zmienności emisji są bardzo trudne do oszacowania. Ilustrację zmienności emisji mogą być przebiegi zmienności wartości wilgotności powietrza wewnętrznego dla krótkiego okresu czasu (w przybliżeniu stały strumień powietrza wentylacyjnego).
Przykładowe tygodniowe przebiegi dla pomieszczenia sypialni oraz łazienki przedstawiono na poniższych wykresach.

Rys.3.

Jak już wspomniano zmienność emisji wynika z działalności użytkowników. Badania zachowania się użytkowników są prowadzone, ale dotyczą głównie krajów Europy Zachodniej i Ameryki. Na podstawie danych zebranych w Exposure Faeton, Handbook [3] można wyodrębnić informacje istotne z punktu widzenia emisji pary wodnej. Niektóre z istotniejszych danych przygotowane na podstawie [3] przedstawiono na poniższych wykresach (rys 4).

Rozkłady prawdopodobieństwa (na podstawie [3])
  • a) liczby kąpieli pod prysznicem na dobę,
  • b) czasu (w minutach) kąpieli pod prysznicem,
  • c) liczby kąpieli w wannie na dobę,
  • d) czasu (w minutach) kąpieli w wannie,
  • e) tygodniowej częstotliwości używania zmywarki do naczyń,
  • f) tygodniowej częstotliwości zmywania naczń,
  • g) tygodniowej częstotliwości prań w pralce,
  • h) liczby godzin snu na dobę,
  • i) liczby godzin przebywania w domu na dobę,

Podsumowując dane znajdujące się w Exposure Factors Handbook [3], oraz informacje zawarte w [11], [12], [14] można stwierdzić, że:
  • 90% badanych kąpie się (pod prysznicem lub w wannie) przynajmniej raz w okresie 24 godzin,
  • 50% badanych kąpie się więcej niż raz dziennie,
  • 75% mężczyzn i 50% kobiet bierze prysznic, natomiast 25% mężczyzn i 50% kobiet kąpie się w wannie.
  • średni czas trwania kąpieli w wannie wynosi 20 minut,
  • średni czas brania prysznica wynosi 10 minut,
  • o ile używanie zmywarki do naczyń w skali tygodnia charakteryzuje się plaskim rozkładem (w podobnej ilości gospodarstw domowych używa się jej zarówno codziennie jak i raz na tydzień, to już "ręczne" zmywanie w ponad 70% przypadków sygnalizowane jest jako czynność codzienna,
  • częstotliwość prania w pralce w ponad 70% przypadków, wynosi od jednego do pięciu razy na tydzień,
  • średnia liczba minut snu na dobę wynosi około 500 min z odchyleniem standardowym wynoszącym około 10 min,
  • w domu przebywamy średnio ok. 1000 min/dobę z odchyleniem standardowym 275 min

Pewnym uzupełnieniem powyższych danych są informacje na temat nasycenia gospodarstw domowych wymienionymi urządzeniami. Według danych firmy Whirpool [15] w 1994 roku:
  • pralki automatyczne znajdowały się w 74% gospodarstw domowych Ameryki Północnej i 82% Europy (wliczając Europę Wschodnią, Północną Afrykę i Bliski Wschód),
  • suszarki: 70% - Ameryka Północna i 18% - Europa,
  • zmywarki: 51 % - Ameryka Północna i 30% - Europa.

Z nieprzewidywalności natury ludzkiej wynika jednak, że praktycznie zawsze można wymienić procesy, które zostały pominięte (jak np. prasowanie, sprzątanie odkurzaczem piorącym, mycie, itd.).

Niemniej jednak bazując na przedstawionych informacjach, można określić przybliżoną ilość pary wodnej emitowanej w związku z metabolizmem i czynnościami wykonywanymi przez użytkowników.

Odrębny problem stanowi to, że w przypadku szczególnie intensywnej emisji część pary wodnej, jest praktycznie natychmiast usuwana na zewnątrz. Jest to pożądany efekt działania wentylacji (okapy kuchenne, wentylatory łazienkowe, otwieranie okien), niestety trudny do oszacowania czy obliczenia w sposób analityczny.

W literaturze znaleŹć można również wartości średnie, i tak jak podaje A. Ten Wolde [11] średnia emisja pary wodnej dla dwuosobowej rodziny wynosi 6.5 kg/dobę, dla rodziny czteroosobowej (dwoje dorosłych i dwoje dzieci) 10.9 kg/dobę, natomiast średnio na osobę dobowa emisja pary wodnej wynosi 4.4 kg z odchyleniem standardowym 1.73 kg.

Należy jednak mieć na uwadze, że średnia emisja na osobę bardzo mocno zależy od ilości osób mieszkających w danym budynku lub mieszkaniu. Opracowane przez A. TenWolde [11] na podstawie badań s. c. Hite'a i J.L. Bray'a [5] dobowe przebiegi emisji pary wodnej dla budynku zamieszkanego przez dwoje dorosłych oraz cztero osobową rodzinę (dwoje dorosłych i dwójka dzieci), przedstawiono na poniższym wykresie.

Rys.5. Dobowa emisja pary wodnej, według [11] za [5].


Podsumowanie
Podsumowując rozważania dotyczące emisji pary wodnej w pomieszczeniach mieszkalnych można stwierdzić, że:
  • wymienione procesy składąjące się na emisję pary wodnej są praktycznie jedynym Źródłem wilgoci w skali budynku,
  • oszacowanie intensywności emisji związanej z pojedynczymi zdarzeniami lub czynnościami mającymi miejsce w pomieszczeniu nie jest trudne,
  • określenie dynamicznych przebiegów emisji pary wodnej może stwarzać problemy,
  • rozwiązaniem może być korzystanie z badań dotyczących zachowania się użytkowników lub operowanie wartościami średnimi
  • do celów projektowych lub porównawczych wskazane byłyby konkretne wytyczne charakteryzujące intensywność emisji pary wodnej z różnym krokiem czasowym,
  • określając wielkość emisji pary wodnej dla konkretnego obiektu, należy przede wszystkim brać pod uwagę indywidualne warunki charakteryzujące ten obiekt.


Bibliografia:
  1. ASHRAE Handbook, FundamentaIs, SI Editions, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., Atlanta, 1997.
  2. CONT AMW 0.1, NIST - BFRL, Gaithersburg, USA, 2000.
  3. Enai M., Maeda H., Mori T., Aratani N., Kawaguchi Y., Control of humid condition in a large well by the cool running water, Transactions of Heating, Air Conditioning and Sanitary Engineers of Japan, No. 72, pp. 47-56, 1999
  4. Exposure Factors Handbook, Update to Exposure Factors Handbook, U.S. Environmental Protection Agency, Washington, USA, 1997
  5. Hite S.C., Bray J.L., Research in humidity control, Research Series No. 106, Lafayette, Purdue University, Engineering Experiment Station, Urbana, USA 1948.
  6. ISO/WD 16000-7, Indoor air - Part 7: Ventilation rate measurement, International Standard, 2000.
  7. Kardasz P., Kieszonkowa encyklopedia praktycznej uprawy roślin domowych, Rośliny końca XX wieku, Video graf, Katowice, 1992.
  8. Malicki M., Wentylacja i klimatyzacja, PWN, Warszawa, 1980.
  9. Quirouette R.L., Moisture sources in houses, Building Science Inside '83, "Humidity, Condensation and Ventilation in Houses", Canada, 1983.
  10. Recknagel H., Sprenger E., Honmann W., Schramek E.R., Poradnik ogrzewanie + klimatyzacja, EWFE, GdaI1sk, 1994
  11. Robinson J.P., Thomas J., Time spent in activities, locations and microenvironments: a California - national comparison project report, U.S. Environmental Protection Agency, Environmental Monitoring System Laboratory, Las Vegas, NV, USA, 1991
  12. Tarshis B., The "Average American" book, New American Library, New York, USA, 1981
  13. Ten Wolde A., Ventilation, humidity, and condensation in manufactured houses during winter, ASHRAE Transactions 100 (1), 103-115, 1994
  14. Tsang A.M., K1epeis N.E., Results tables from a detailed analysis of the National Human Activity Pat tern Survey (NHAPS) response, Draft report, U.S. Environmental Protection Agency, 1996
  15. Whirlpool Corporation, 1994 Annual Report.
  16. Wielka Internetowa Encyklopedia Multimedialna,
  17. Wolverton B.C., Rośliny przyjazne dla domu, 50 roślin doniczkowych, które pomogą oczyścić powietrze w domu i biurze, Korprint - Elew, Warszawa, 1996.
Komentarze (0) >>
Write comment
quote
bold
italicize
underline
strike
url
image
quote
quote
Smiley
Smiley
Smiley
Smiley
Smiley
Smiley
Smiley
Smiley
Smiley
Smiley
Smiley
Smiley

busy
 
« poprzedni artykuł   następny artykuł »