Umiditate relativă (RH) și umiditate absolută (AH): ce înseamnă și cum se calculează
Aerul de afară la −5 °C și 90 % RH ține doar 3,1 g/m³ de apă (2,3 g/kg de aer uscat); încălzit la 23 °C, același aer ajunge la 14 % RH. De aceea o zi de iarnă „umedă” dă o casă uscată: umiditatea relativă (RH) spune cât de aproape e aerul de saturație la temperatura lui, umiditatea absolută (AH) spune câtă apă are de fapt. Mai jos: un convertor (temperatură și % RH → g/m³, g/kg, punct de rouă și umiditatea după încălzire), graficul curbei de saturație, un tabel cu cazuri tipice și ce înseamnă cifrele pentru casă și pentru ventilație (HRV sau ERV).
Convertor: umiditate relativă în umiditate absolută
Grafic: câtă apă poate ține aerul
Sub 30 % RH: aer uscat. Se simte în gât și în ochi; ventilează mai puțin înainte de a umidifica.
Curba de 100 % RH arată câtă apă poate ține aerul la fiecare temperatură; curbele de 70, 50 și 30 % RH sunt fracțiuni din ea. Punctul albastru este aerul de afară; săgeata îl duce în casă, la temperatura din casă, fără să schimbe apa din el (linie orizontală), iar punctul galben arată ce umiditate relativă are acolo. Cercul gol de pe curba de 100 % RH este punctul de rouă.
Scrie temperatura și umiditatea relativă de afară și temperatura din casă. Convertorul dă apa din aerul de afară (g/m³ și g/kg), punctul lui de rouă și umiditatea relativă pe care o are același aer după ce intră în casă și se încălzește: apa din el rămâne aceeași, doar temperatura se schimbă. Presiunea aerului e fixată la 101.325 Pa, la nivelul mării.
Ce este umiditatea relativă (RH)
Ce este umiditatea relativă
Umiditatea relativă (RH, de la „relative humidity”) este raportul dintre presiunea vaporilor de apă din aer și presiunea de saturație la aceeași temperatură, în procente: cât din apa pe care aerul ar putea-o ține are de fapt. La 100 % RH aerul e saturat și orice strop în plus se depune ca apă (rouă, ceață, condens). RH se scrie aici mereu cu „% RH” după cifră, ca să nu fie confundată cu alte procente.
Umiditatea relativă depinde de temperatură
Aerul cald poate ține mult mai multă apă decât cel rece: la 0 °C, cel mult 4,8 g/m³; la 20 °C, 17,2 g/m³; la 30 °C, 30,3 g/m³. Aceeași apă dă deci o umiditate relativă mare în aer rece și una mică în aer cald. Încălzești aerul fără să adaugi apă și RH scade; îl răcești și RH crește, până la 100 % RH, la punctul de rouă. Un higrometru care arată „90 % RH” afară iarna nu spune nimic despre cât de uscată va fi casa.
Ce este umiditatea absolută (AH)
Ce este umiditatea absolută
Umiditatea absolută (AH, „absolute humidity”) este masa de apă dintr-un metru cub de aer, în g/m³. Inginerii și PHPP (programul de calcul al caselor pasive) folosesc o mărime înrudită, raportul de amestec x: grame de apă la un kilogram de aer uscat, în g/kg. Pentru aerul din casă cele două cifre sunt apropiate (un metru cub de aer cântărește cam 1,2 kg): la 23 °C și 50 % RH, 10,3 g/m³ sau 8,7 g/kg.
Diferența dintre umiditatea relativă și absolută
Umiditatea absolută nu se schimbă când aerul doar se încălzește sau se răcește: apa din el rămâne aceeași, până când se răcește sub punctul de rouă și apa începe să se depună. Umiditatea relativă se schimbă cu fiecare grad. Exact: raportul de amestec x rămâne constant; cifra în g/m³ scade puțin la încălzire, pentru că aerul cald ocupă mai mult loc (aerul de −5 °C are 3,1 g/m³, adus la 23 °C are 2,8 g/m³, cu aceeași apă). De aceea graficul de mai jos e desenat în g/kg: încălzirea e o linie orizontală.
Punctul de rouă și condensul pe suprafețe reci
Cum se calculează punctul de rouă
Punctul de rouă este temperatura la care aerul, răcit fără să piardă apă, ajunge la 100 % RH. Se obține din formula Magnus rezolvată invers (formula e la Metodă). Pentru aerul din casă la 23 °C și 50 % RH, punctul de rouă e 12,0 °C; la 23 °C și 40 % RH, 8,7 °C; pentru aerul de afară la −5 °C și 90 % RH, −6,4 °C.
Condens pe geamuri și pe punțile termice
Orice suprafață din casă mai rece decât punctul de rouă al aerului face apă pe ea: geamul, colțul unui perete exterior, buiandrugul de beton neizolat (o punte termică). Mucegaiul apare mai devreme, fără apă vizibilă: când umiditatea relativă chiar la suprafață stă mult timp peste 80 % RH. Este criteriul folosit de Passive House Institute și de standardul german DIN 4108-2 (Passipedia, punți termice). Pentru aerul de 23 °C și 50 % RH, suprafața ajunge la 80 % RH sub 15,5 °C. DIN 4108-2 face același calcul la 20 °C și 50 % RH în casă și −5 °C afară: suprafața trebuie să rămână peste 12,6 °C, de unde factorul de temperatură fRsi ≥ 0,70.
Umiditatea în cazuri tipice
Șase cazuri obișnuite, cu apa din aer și punctul de rouă, și umiditatea relativă a aceluiași aer adus la 23 °C (temperatura din casă iarna). Media lui ianuarie la București (−0,4 °C și 88 % RH) vine din datele climatice lunare ale site-ului. Butoanele „Cazuri tipice” din convertor încarcă aerul de afară din tabel, plus Brașov în ianuarie.
| Caz | Aerul | g/m³ | g/kg | Punct de rouă, °C | La 23 °C |
|---|---|---|---|---|---|
| Iarna afară | −5,0 °C · 90 % RH | 3,1 | 2,3 | −6,4 | 14 % RH |
| București, media lui ianuarie | −0,4 °C · 88 % RH | 4,1 | 3,2 | −2,1 | 19 % RH |
| În casă, iarna | 23,0 °C · 40 % RH | 8,2 | 7,0 | 8,7 | 40 % RH |
| În casă, umed | 23,0 °C · 55 % RH | 11,3 | 9,6 | 13,5 | 55 % RH |
| Vara afară | 30,0 °C · 60 % RH | 18,2 | 16,0 | 21,4 | 91 % RH |
| Baia după duș | 25,0 °C · 90 % RH | 20,7 | 18,0 | 23,2 | 100 % RH, condens |
Aerul de vară (30 °C, 60 % RH) adus la 23 °C ar avea 91 % RH: de aceea aerul condiționat îl usucă, condensând apa pe bateria rece. Aerul din baie după duș are punctul de rouă la 23,2 °C, peste 23 °C: pe oglindă și pe faianța mai rece se face apă.
Ce înseamnă umiditatea pentru casă
Umiditatea ideală în casă iarna
Între 30 și 60 % RH. Sub 30 % RH aerul se simte uscat (Passipedia, debite de aer); o analiză medicală de referință (Arundel și alții, 1986) găsește cele mai puține efecte nocive (virusuri, bacterii, acarieni, mucegai, alergii) între 40 și 60 % RH. Peste 60 % RH cresc acarienii și riscul de mucegai pe suprafețele reci. La 23 °C, 40 % RH înseamnă 7,0 g/kg și 55 % RH înseamnă 9,6 g/kg.
De ce este aerul uscat în casă iarna
Pentru că aerul proaspăt adus din afară ține puțină apă. În ianuarie, la București, aerul are în medie 3,6 g/kg (media orară a anului tip PVGIS); încălzit la 23 °C fără altă apă ar avea 21 % RH. Apa vine din casă: oameni, gătit, dușuri, plante. Passive House Institute socotește 330 g/h pentru 4 persoane. Cu 120 m³/h de aer proaspăt (casa de 150 m² din calculatorul de ventilație cu recuperare de căldură), bilanțul dă 34 % RH în ianuarie; cu dublul debitului, 240 m³/h, doar 27 % RH.
Supraventilarea usucă aerul
Mai mult aer proaspăt decât trebuie înseamnă mai multă apă dusă afară. Remediul recomandat de PHI pentru aerul prea uscat, înainte de umidificator și de recuperatorul de umiditate, este să scazi debitul spre 20 m³/h de persoană.
De ce apare condens pe geamuri
Pentru că suprafața geamului e mai rece decât punctul de rouă al aerului din casă. Cu 23 °C și 50 % RH înăuntru (punct de rouă 12,0 °C) și −5 °C afară, fața dinspre cameră a unui geam simplu (U ≈ 5,8 W/(m²·K)) stă la 1,9 °C: condens sigur. Un termopan vechi (U ≈ 2,8) ajunge la 12,8 °C, la limită, iar la margini, lângă ramă, mai jos. Un geam dublu modern (U ≈ 1,1) stă la 19,0 °C, unul triplu de casă pasivă (U ≈ 0,6) la 20,8 °C: departe de punctul de rouă. Calcul simplu pe suprafața geamului, cu rezistența de suprafață 0,13 m²·K/W.
Ce înseamnă pentru ventilație: HRV și ERV
Ce înseamnă recuperare de umiditate 78 % la un ERV
Un ERV (recuperator entalpic, cu membrană) întoarce în aerul proaspăt o parte din apa aerului evacuat; un HRV (recuperator de căldură obișnuit) întoarce doar căldură. Cifra de recuperare a umidității (ηx) se definește pe diferența de umiditate absolută: ηx = (xintrodus − xexterior) / (xevacuat − xexterior). „78 %”, cât are Zehnder ComfoAir Q350 ERV după PHI, înseamnă 78 % din diferența dintre aerul din casă și cel de afară, nu 78 % din apa din casă. Cu 3,6 g/kg afară în ianuarie și 5,9 g/kg în casă (34 % RH la 23 °C), ERV-ul întoarce 30 % din apa aerului evacuat.
HRV sau ERV în clima României
Pentru o casă locuită obișnuit, umiditatea pe care o întoarce un ERV e prea multă iarna. Casa de 150 m² cu 4 persoane din calculatorul de ventilație cu recuperare de căldură, la București, cu 120 m³/h: cu HRV 34 % RH în ianuarie, deja în zona sănătoasă; cu ERV de 78 % la același debit, 80 % RH. De aceea PHI cere ca unitățile cu peste 60 % recuperare de umiditate să-și mărească debitul după umiditatea din casă, cu aerul evacuat ținut la 55 % RH (certificatele PHI), și spune că, la o ocupare obișnuită, bilanțul de energie se face cu debitul mărit. Pentru aceeași casă, ERV-ul ține 55 % RH, dar în 5 luni debitul urcă până la 270 m³/h: 182 kWh de căldură pierduți în plus și 112 kWh de curent în plus la ventilatoare pe an. Câștigul de umiditate e mic și costă căldură; un ERV are sens unde aerul iese cu adevărat uscat (puțini oameni într-o casă mare, frig mult). Toate cifrele, pe camere și pe modele de unități, în calculatorul de ventilație cu recuperare de căldură; vezi și celelalte calculatoare.
Umiditatea relativă și absolută, pe scurt
Ce este umiditatea relativă?
Raportul dintre vaporii de apă din aer și cât ar putea ține aerul la aceeași temperatură, în procente (% RH). Depinde de temperatură: aerul de −5 °C și 90 % RH, încălzit la 23 °C, are 14 % RH.
Ce este umiditatea absolută?
Masa de apă dintr-un metru cub de aer, în g/m³. Aerul de −5 °C și 90 % RH are 3,1 g/m³; aerul din casă la 23 °C și 50 % RH are 10,3 g/m³. În calculele de ventilație se folosește raportul de amestec x, în g/kg de aer uscat.
Care este diferența dintre umiditatea relativă și absolută?
Umiditatea absolută spune câtă apă are aerul; cea relativă spune cât de aproape e de saturație la temperatura lui. Încălzit sau răcit, aerul își păstrează apa (umiditatea absolută), dar umiditatea relativă se schimbă cu fiecare grad.
Cum se calculează punctul de rouă?
Cu formula Magnus rezolvată invers: γ = ln(RH/100) + 17,625·t/(243,04 + t), apoi trouă = 243,04·γ/(17,625 − γ). Pentru 23 °C și 50 % RH dă 12,0 °C; pentru −5 °C și 90 % RH, −6,4 °C.
Care este umiditatea ideală în casă iarna?
Între 30 și 60 % RH, cel mai bine 40–60 % RH. La 23 °C, asta înseamnă cam 5,2–10,5 g/kg de apă în aer.
De ce este aerul uscat în casă iarna?
Pentru că aerul rece de afară ține puțină apă: 3,1 g/m³ la −5 °C și 90 % RH. Încălzit la 23 °C, ajunge la 14 % RH. Dacă ventilezi mult mai mult decât trebuie, apa produsă în casă nu ajunge să-l umezească.
De ce apare condens pe geamuri?
Pentru că geamul e mai rece decât punctul de rouă al aerului din casă (12,0 °C la 23 °C și 50 % RH). Un geam simplu are pe interior 1,9 °C când afară sunt −5 °C; un geam triplu, 20,8 °C.
Ce înseamnă recuperare de umiditate 70 % la un ERV?
Că aerul proaspăt primește 70 % din diferența de umiditate absolută dintre aerul evacuat și cel de afară, nu 70 % din apa din casă. Pentru aerul de iarnă de la București, un ERV de 78 % întoarce cam 30 % din apa aerului evacuat. PHI cere ca unitățile de peste 60 % să-și mărească debitul ca aerul din casă să nu treacă de 55 % RH.
Ce umiditate are aerul din baie după duș?
Cam 25 °C și 90 % RH: 20,7 g/m³, cu punctul de rouă la 23,2 °C. Orice suprafață sub această temperatură se aburește; ventilația de evacuare din baie scoate apa în câteva zeci de minute.
Metodă și surse
Formula Magnus deasupra apei, cu coeficienții lui Alduchov și Eskridge (1996), aceiași ca în calculatorul de ventilație; presiunea aerului fixată la 101.325 Pa.
Presiunea de saturație
ps(t) = 610,94 · exp(17,625 · t / (t + 243,04)) Pa, cu t în °C; deasupra apei și sub 0 °C, cum se raportează umiditatea relativă în meteorologie.
Sursă: Alduchov și Eskridge, 1996
Apa din aer
pv = RH/100 · ps(t); x = 622 · pv / (101.325 − pv) g/kg; AH = pv / (461,5 · (t + 273,15)) · 1.000 g/m³.
Sursă: Magnus
Punct de rouă
γ = ln(RH/100) + 17,625 · t / (243,04 + t); trouă = 243,04 · γ / (17,625 − γ).
Sursă: Magnus
La altă temperatură
x rămâne același; RH(t₂) = pv / ps(t₂) · 100, cel mult 100 % RH; peste, apa condensează. Mucegai: suprafața la care RH atinge 80 % RH.
Sursă: Passipedia · DIN 4108-2
Verificări
| Verificare | Referință | Pagina |
|---|---|---|
| Saturație la 20 °C | 17,3 g/m³ · 14,7 g/kg | 17,2 g/m³ · 14,7 g/kg |
| 23 °C și 50 % RH | punct de rouă 12,0 °C | 12,0 °C |
| Passipedia: −5 °C și 90 % RH, încălzit la 20 °C | ≈ 3 g/m³ · 17,6 % RH | 3,1 g/m³ · 16 % RH |
Passipedia ajunge la 17,6 % RH împărțind gramele pe m³ (3,1 g/m³ afară la 17,2 g/m³ la saturație). Cu presiunea vaporilor, care ține cont că aerul încălzit ocupă mai mult loc, același aer are 16,3 % RH la 20 °C și 13,5 % RH la 23 °C. Pagina folosește presiunea vaporilor, ca și calculatorul de ventilație.
Limite
- Presiunea e cea de la nivelul mării; la 600 m altitudine (Brașov) aerul are cu aproximativ 7 % mai puțină presiune, iar x crește în aceeași măsură pentru aceeași RH.
- Sub 0 °C se folosește saturația deasupra apei; deasupra gheții ea e puțin mai mică, iar punctul de rouă devine „punct de brumă”.
- Temperaturile geamurilor sunt un calcul simplu pe mijlocul geamului; marginile și ramele sunt mai reci.
- Cifrele HRV / ERV vin din calculatorul de ventilație: bilanț lunar staționar, casa de 150 m² cu 4 persoane, București.
Surse
- Alduchov și Eskridge (1996), Improved Magnus form approximation of saturation vapor pressure, J. Appl. Meteor. 35, 601–609
- Passipedia, debite de aer și umiditate
- Passipedia, punți termice și criteriul de 80 % RH
- Passive House Institute, criterii pentru unitățile de ventilație
- Baza de date de componente PHI, recuperarea umidității certificată
- Arundel și alții (1986), Environ. Health Perspect. 65, 351–361
- PVGIS, anul climatic tip
Calcul și text: SEMPER SUPRA INITIATIVE S.R.L. · Date climatice: PVGIS © Uniunea Europeană, 2001–2026.