Acoustic guitar room at Guitar Center humidified to 50% relative humidity in winter.
Humidor, used to control humidity of cigars.,
Il controllo del clima si riferisce al controllo della temperatura e dell’umidità relativa in edifici, veicoli e altri spazi chiusi allo scopo di garantire il comfort umano, la salute e la sicurezza e di soddisfare i requisiti ambientali delle macchine, dei materiali sensibili (ad esempio, storici) e dei processi tecnici.
Climaedit
Climi della Terra in base ai valori di umidità.
Mentre l’umidità stessa è una variabile climatica, sovrasta anche altre variabili climatiche. L’umidità è influenzata dai venti e dalle precipitazioni.
Le città più umide della terra si trovano generalmente più vicine all’equatore, vicino alle regioni costiere., Le città del sud e sud-est asiatico sono tra le più umide. Kuala Lumpur, Manila, Jakarta e Singapore hanno un’umidità molto elevata tutto l’anno a causa della loro vicinanza ai corpi idrici e all’equatore e del tempo spesso nuvoloso. Alcuni luoghi sperimentano l’umidità estrema durante le loro stagioni piovose combinate con il calore che dà la sensazione di una sauna tiepida, come Kolkata, Chennai e Cochin in India e Lahore in Pakistan., La città di Sukkur situata sul fiume Indo in Pakistan ha alcuni dei punti di rugiada più alti e scomodi del paese, che spesso superano i 30 °C (86 °F) nella stagione dei monsoni.
Le alte temperature si combinano con l’alto punto di rugiada per creare un indice di calore superiore a 65 °C (149 °F). Darwin, Australia, vive una stagione umida estremamente umida da dicembre ad aprile. Shanghai e Hong Kong hanno anche un periodo umido estremo nei loro mesi estivi., Durante le stagioni monsoniche sud-ovest e nord-est (rispettivamente, da fine maggio a settembre e da novembre a marzo), aspettatevi forti piogge e un’umidità relativamente elevata post-pioggia. Al di fuori delle stagioni dei monsoni, l’umidità è alta (rispetto ai paesi più lontani dall’Equatore), ma le giornate completamente soleggiate abbondano. In luoghi più freschi come la Tasmania settentrionale, in Australia, l’alta umidità è vissuta tutto l’anno a causa dell’oceano tra l’Australia continentale e la Tasmania. In estate l’aria calda e secca viene assorbita da questo oceano e la temperatura raramente sale sopra i 35 °C (95 °F).,
Clima globalemodifica
L’umidità influenza il bilancio energetico e quindi influenza le temperature in due modi principali. Innanzitutto, il vapore acqueo nell’atmosfera contiene energia “latente”. Durante la traspirazione o l’evaporazione, questo calore latente viene rimosso dal liquido superficiale, raffreddando la superficie terrestre. Questo è il più grande effetto di raffreddamento non radiativo sulla superficie. Compensa circa il 70% del riscaldamento radiativo netto medio in superficie.
In secondo luogo, il vapore acqueo è il più abbondante di tutti i gas serra., Il vapore acqueo, come una lente verde che permette alla luce verde di attraversarlo ma assorbe la luce rossa, è un “assorbitore selettivo”. Insieme ad altri gas serra, il vapore acqueo è trasparente alla maggior parte dell’energia solare, come si può letteralmente vedere. Ma assorbe l’energia infrarossa emessa (irradiata) verso l’alto dalla superficie terrestre, che è la ragione per cui le aree umide sperimentano pochissimo raffreddamento notturno, ma le regioni desertiche secche si raffreddano considerevolmente di notte. Questo assorbimento selettivo provoca l’effetto serra., Aumenta la temperatura superficiale sostanzialmente al di sopra della sua temperatura teorica di equilibrio radiativo con il sole, e il vapore acqueo è la causa di più di questo riscaldamento rispetto a qualsiasi altro gas serra.
A differenza della maggior parte degli altri gas serra, tuttavia, l’acqua non è semplicemente al di sotto del suo punto di ebollizione in tutte le regioni della Terra, ma al di sotto del suo punto di congelamento a molte altitudini. Come gas serra condensabile, precipita, con un’altezza di scala molto più bassa e una durata atmosferica più breve — settimane invece di decenni., Senza altri gas serra, la temperatura del corpo nero della Terra, al di sotto del punto di congelamento dell’acqua, causerebbe la rimozione del vapore acqueo dall’atmosfera. Il vapore acqueo è quindi uno “schiavo” dei gas serra non condensabili.
Vita animale e vegetaleedit
Tillandsia usneoides in Tropical house, Royal Botanic Gardens, Kew. Cresce dove il clima è abbastanza caldo e ha un’umidità media relativamente alta.,
L’umidità è uno dei fattori abiotici fondamentali che definisce qualsiasi habitat (la tundra, le zone umide e il deserto sono alcuni esempi), ed è un fattore determinante di cui animali e piante possono prosperare in un dato ambiente.
Il corpo umano dissipa il calore attraverso il sudore e la sua evaporazione. La convezione del calore, l’aria circostante e la radiazione termica sono i modi primari di trasporto del calore dal corpo. In condizioni di elevata umidità, il tasso di evaporazione del sudore dalla pelle diminuisce., Inoltre, se l’atmosfera è calda come o più calda della pelle durante i periodi di alta umidità, il sangue portato alla superficie del corpo non può dissipare il calore per conduzione all’aria. Con così tanto sangue che va alla superficie esterna del corpo, meno va ai muscoli attivi, al cervello e ad altri organi interni. La forza fisica diminuisce e l’affaticamento si verifica prima di quanto sarebbe altrimenti. Anche la vigilanza e la capacità mentale possono essere influenzate, con conseguente colpo di calore o ipertermia.,
Human comfortEdit
Sebbene l’umidità sia un fattore importante per il comfort termico, gli esseri umani sono più sensibili alle variazioni di temperatura che ai cambiamenti di umidità relativa. L’umidità ha un piccolo effetto sul comfort termico all’aperto quando le temperature dell’aria sono basse, un effetto leggermente più pronunciato a temperature dell’aria moderate e un’influenza molto più forte a temperature dell’aria più elevate.
Gli esseri umani sono sensibili all’aria umida perché il corpo umano utilizza il raffreddamento evaporativo come meccanismo primario per regolare la temperatura., In condizioni umide, la velocità con cui il sudore evapora sulla pelle è inferiore a quella che sarebbe in condizioni aride. Poiché gli esseri umani percepiscono il tasso di trasferimento di calore dal corpo piuttosto che la temperatura stessa, ci sentiamo più caldi quando l’umidità relativa è alta rispetto a quando è bassa.
Gli esseri umani possono sentirsi a proprio agio in una vasta gamma di umidità a seconda della temperatura — dal 30 al 70% — ma idealmente tra il 50% e il 60 %. In generale, temperature più elevate richiedono umidità più basse per ottenere un comfort termico rispetto alle temperature più basse, con tutti gli altri fattori mantenuti costanti., Ad esempio, con livello di abbigliamento = 1, tasso metabolico = 1,1 e velocità dell’aria 0,1 m/s, una variazione della temperatura dell’aria e della temperatura media radiante da 20 °C a 24 °C abbasserebbe l’umidità relativa massima accettabile dal 100% al 65% per mantenere le condizioni di comfort termico. Lo strumento CBE Thermal Comfort può essere utilizzato per dimostrare l’effetto dell’umidità relativa per specifiche condizioni di comfort termico e può essere utilizzato per dimostrare la conformità allo standard ASHRAE 55-2017.
Alcune persone hanno difficoltà a respirare in ambienti umidi., Alcuni casi possono eventualmente essere correlati a condizioni respiratorie come l’asma, mentre altri possono essere il prodotto di ansia. I malati spesso iperventilano in risposta, causando sensazioni di intorpidimento, svenimento e perdita di concentrazione, tra gli altri.
L’umidità molto bassa può creare disagio, problemi respiratori e aggravare le allergie in alcuni individui. Bassa umidità provoca tessuto rivestimento passaggi nasali ad asciugare, crack e diventare più suscettibili alla penetrazione di virus del raffreddore rhinovirus. Estremamente bassa (inferiore al 20 %) umidità relativa può anche causare irritazione agli occhi., L’uso di un umidificatore nelle case, in particolare nelle camere da letto, può aiutare con questi sintomi. L’umidità relativa interna deve essere mantenuta al di sopra del 30% per ridurre la probabilità che i passaggi nasali dell’occupante si secchino, specialmente in inverno.
L’aria condizionata riduce il disagio riducendo non solo la temperatura ma anche l’umidità. Il riscaldamento dell’aria esterna fredda può ridurre i livelli di umidità relativa all’interno al di sotto del 30%., Secondo lo standard ASHRAE 55-2017: Condizioni ambientali termiche per l’occupazione umana, il comfort termico interno può essere raggiunto attraverso il metodo PMV con umidità relativa compresa tra 0% e 100%, a seconda dei livelli degli altri fattori che contribuiscono al comfort termico. Tuttavia, la gamma raccomandata di umidità relativa interna negli edifici climatizzati è generalmente del 30-60%.
Salute umanamodifica
L’umidità più elevata riduce l’infettività del virus influenzale aerosolizzato., Uno studio ha concluso: “Mantenere l’umidità relativa interna > 40% ridurrà significativamente l’infettività del virus aerosolizzato.”
La clearance mucociliare nel tratto respiratorio è anche ostacolata dalla bassa umidità. Uno studio sui cani ha rilevato che il trasporto del muco era inferiore a un’umidità assoluta di 9 g acqua / m3 rispetto a 30 g acqua/m3.
Costruzione dell’edificomodifica
Effetti di alto livello di umidità in una struttura dell’edificio (efflorescenza primaria).,
I metodi di costruzione comuni spesso producono involucri di edifici con un limite termico scadente, che richiedono un sistema di isolamento e barriera d’aria progettato per mantenere le condizioni ambientali interne resistendo alle condizioni ambientali esterne. L ” efficienza energetica, architettura fortemente sigillato introdotto nel 20 ° secolo anche sigillato il movimento di umidità, e questo ha provocato un problema secondario di formazione di condensa dentro e intorno alle pareti, che incoraggia lo sviluppo di muffe e funghi., Inoltre, gli edifici con fondazioni non correttamente sigillate consentiranno all’acqua di fluire attraverso le pareti a causa dell’azione capillare dei pori presenti nei prodotti in muratura. Le soluzioni per edifici ad alta efficienza energetica che evitano la condensazione sono un tema attuale dell’architettura.
Per il controllo del clima negli edifici che utilizzano sistemi HVAC, la chiave è mantenere l’umidità relativa a un intervallo confortevole—abbastanza basso da essere confortevole ma abbastanza alto da evitare problemi associati all’aria molto secca.,
Quando la temperatura è alta e l’umidità relativa è bassa, l’evaporazione dell’acqua è rapida; il terreno si asciuga, i vestiti bagnati appesi su una linea o su un rack si asciugano rapidamente e il sudore evapora facilmente dalla pelle. I mobili in legno possono ridursi, causando la frattura della vernice che copre queste superfici.
Quando la temperatura è bassa e l’umidità relativa è alta, l’evaporazione dell’acqua è lenta. Quando l’umidità relativa si avvicina al 100%, può verificarsi condensa sulle superfici, causando problemi di muffa, corrosione, decadimento e altro deterioramento correlato all’umidità., La condensazione può rappresentare un rischio per la sicurezza in quanto può promuovere la crescita di muffe e marciume del legno, nonché eventualmente congelare le uscite di emergenza chiuse.
Alcuni processi e trattamenti di produzione e tecnici in fabbriche, laboratori, ospedali e altre strutture richiedono livelli di umidità relativa specifici da mantenere utilizzando umidificatori, deumidificatori e sistemi di controllo associati.
Veicolimodifica
I principi di base per gli edifici, sopra, si applicano anche ai veicoli. Inoltre, potrebbero esserci considerazioni di sicurezza., Ad esempio, l’elevata umidità all’interno di un veicolo può portare a problemi di condensa, come l’appannamento dei parabrezza e il cortocircuito dei componenti elettrici. Nei veicoli e nei recipienti a pressione come aerei di linea pressurizzati, sommergibili e veicoli spaziali, queste considerazioni possono essere fondamentali per la sicurezza e sono necessari complessi sistemi di controllo ambientale, comprese le attrezzature per mantenere la pressione.
AviationEdit
Gli aerei di linea operano con bassa umidità relativa interna, spesso inferiore al 20 %, specialmente sui voli lunghi., La bassa umidità è una conseguenza del disegno nell’aria molto fredda con una bassa umidità assoluta, che si trova alle altitudini di crociera degli aerei di linea. Il successivo riscaldamento di questa aria abbassa la sua umidità relativa. Ciò provoca disagio come mal di occhi, pelle secca e secchezza delle mucose, ma gli umidificatori non sono impiegati per sollevarlo a livelli di media gamma confortevoli perché il volume di acqua richiesto per essere trasportato a bordo può essere una penalità di peso significativa., Mentre gli aerei di linea scendono da altitudini più fredde in aria più calda (forse anche volando attraverso nuvole a poche migliaia di piedi dal suolo), l’umidità relativa ambientale può aumentare drammaticamente. Parte di questa aria umida viene solitamente aspirata nella cabina dell’aeromobile pressurizzata e in altre aree non pressurizzate dell’aeromobile e si condensa sulla pelle fredda dell’aeromobile. L’acqua liquida di solito può essere vista correre lungo la pelle dell’aeromobile, sia all’interno che all’esterno della cabina., A causa dei drastici cambiamenti di umidità relativa all’interno del veicolo, i componenti devono essere qualificati per operare in quegli ambienti. Le qualifiche ambientali raccomandate per la maggior parte delle componenti degli aerei commerciali sono elencate in RTCA DO-160.
L’aria fredda e umida può favorire la formazione di ghiaccio, che è un pericolo per gli aerei in quanto influisce sul profilo alare e aumenta il peso. I motori a carburatore presentano un ulteriore pericolo di formazione di ghiaccio all’interno del carburatore. I METAR (Aviation Weather Report) includono quindi un’indicazione dell’umidità relativa, solitamente sotto forma di punto di rugiada.,
I piloti devono tenere conto dell’umidità nel calcolo delle distanze di decollo, poiché l’umidità elevata richiede piste più lunghe e riduce le prestazioni di salita.
Densità altitudine è l’altitudine relativa alle condizioni atmosferiche standard (Atmosfera standard internazionale) in cui la densità dell’aria sarebbe uguale alla densità dell’aria indicata nel luogo di osservazione, o, in altre parole, l’altezza quando misurata in termini di densità dell’aria piuttosto che la distanza dal suolo. “Densità altitudine” è l’altitudine di pressione regolata per la temperatura non standard.,
Un aumento della temperatura e, in misura molto minore, dell’umidità, causerà un aumento dell’altitudine della densità. Pertanto, in condizioni calde e umide, l’altitudine di densità in una particolare posizione può essere significativamente superiore alla vera altitudine.
elettronicamodifica
Sacchetto essiccante (gel di silice), comunemente incluso in confezioni contenenti prodotti elettronici per il controllo dell’umidità.
I dispositivi elettronici sono spesso classificati per funzionare solo in condizioni di umidità specifiche (ad esempio, dal 5% al 95%)., All’estremità superiore della gamma, l’umidità può aumentare la conduttività degli isolanti permeabili portando a malfunzionamenti. Un’umidità troppo bassa può rendere fragili i materiali. Un pericolo particolare per gli articoli elettronici, indipendentemente dall’intervallo di umidità operativa dichiarato, è la condensa. Quando un elemento elettronico viene spostato da un luogo freddo (ad esempio garage, auto, capannone, uno spazio climatizzato nei tropici) a un luogo caldo umido (casa, tropici esterni), la condensa può rivestire circuiti stampati e altri isolanti, causando un cortocircuito all’interno dell’apparecchiatura., Tali cortocircuiti possono causare danni permanenti sostanziali se l’apparecchiatura viene accesa prima che la condensa sia evaporata. Un simile effetto di condensazione può spesso essere osservato quando una persona che indossa gli occhiali arriva dal freddo (cioè gli occhiali diventano nebbiosi). Si consiglia di lasciare che le apparecchiature elettroniche si acclimatino per diverse ore, dopo essere state portate dal freddo, prima di accendersi. Alcuni dispositivi elettronici possono rilevare tale cambiamento e indicare, quando sono collegati e di solito con un piccolo simbolo di gocciolina, che non possono essere utilizzati fino a quando il rischio di condensa non è passato., In situazioni in cui il tempo è critico, aumentare il flusso d’aria attraverso gli interni del dispositivo, come rimuovere il pannello laterale da una custodia del PC e dirigere una ventola per soffiare nella custodia, ridurrà significativamente il tempo necessario per acclimatarsi al nuovo ambiente.
Al contrario, un livello di umidità molto basso favorisce l’accumulo di elettricità statica, che può causare l’arresto spontaneo dei computer quando si verificano scariche. Oltre alla funzione irregolare spuria, le scariche elettrostatiche possono causare la rottura dielettrica nei dispositivi allo stato solido, con conseguente danno irreversibile., I data center spesso monitorano i livelli di umidità relativa per questi motivi.
IndustryEdit
L’elevata umidità può spesso avere un effetto negativo sulla capacità degli impianti chimici e delle raffinerie che utilizzano forni come parte di determinati processi (ad esempio, reforming a vapore, processi di acido solforico umido). Ad esempio, poiché l’umidità riduce le concentrazioni di ossigeno ambientale (l’aria secca è tipicamente 20.9% di ossigeno, ma a 100% di umidità relativa l’aria è 20.4% di ossigeno), i ventilatori dei gas di combustione devono aspirare aria ad un tasso più alto di quanto sarebbe altrimenti richiesto per mantenere la stessa velocità di cottura.,
Cotturamodifica
L’elevata umidità nel forno, rappresentata da un’elevata temperatura a bulbo umido, aumenta la conduttività termica dell’aria attorno all’oggetto cotto, portando ad un processo di cottura più rapido o addirittura alla combustione. Al contrario, la bassa umidità rallenta il processo di cottura.
