Что такое влажность воздуха, как она влияет на гитару, как её измерять и как ею управлять?

На нашей земле есть большое количество открытых водоёмов — океанов, морей, озёр, которые занимают около 80 процентов поверхности Земли, поэтому в воздухе всегда есть водяной пар. Количество водяного пара в воздухе принято называть влажностью воздуха. Влажность воздуха — это мера, характеризующая содержание водяных паров в воздухе. Принято разделять влажность воздуха на абсолютную и относительную. Абсолютная влажность воздуха — физическая величина, показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе. Относительная влажность — это количество воды, содержащейся в воздухе при данной температуре по сравнению с максимальным количеством воды, которое может содержаться в воздухе при той же температуре в виде пара. Другими словами, относительная влажность показывает, сколько еще влаги не хватает, чтобы при данных условиях окружающей среды началась конденсация. Эта величина характеризует степень насыщения воздуха водяным паром. При расчете оптимальной влажности воздуха в помещении говорят именно об относительной влажности.

Как зависит относительная влажность от температуры?

При повышении температуры давление насыщенного пара возрастает намного быстрее, чем давление ненасыщенного пара, следовательно, относительная влажность воздуха быстро уменьшается с ростом температуры. Чем выше температура, тем меньше становится относительная влажность (при постоянной абсолютной влажности). Соответственно, при понижении температуры относительная влажность увеличивается.

Что такое точка росы?

При понижении температуры, относительная влажность воздуха увеличивается (хотя масса водяного пара в воздухе при этом не изменяется). Когда относительная влажность воздуха достигает 100 %, водяной пар становится насыщенным. При дальнейшем понижении температуры начинается конденсация водяного пара и выпадает роса. Поэтому температуру, при которой данный водяной пар становится насыщенным, называют точкой росы для этого пара.

Зачем всё это нужно знать гитарному мастеру?

Как правило, гитарный мастер, приступая к изготовлению инструмента, старается контролировать влажность воздуха в мастерской. На любой музыкальный инструмент и гитару в частности, вредно сказываются как излишне влажный, так и излишне сухой воздух, вызывающий геометрические изменения формы инструмента, такие как разбухание или усыхание деталей инструмента, коробление, растрескивание. Так уж сложилось, что мастеровые гитары делают из натурального дерева, а не из фанерованных слоёв шпона( как это делают на большинстве гитарных фабрик) и уж тем более не из пластика или металла и поэтому они более чувствительны к влаге (могут впитывать или отдавать влагу). И эти изменения в гитаре могут безболезненно происходить в довольно-таки узких пределах влажности.

Обычно, музыкальный инструмент эксплуатируется при относительной влажности воздуха 50%-75%. Поэтому мастер стремится поддерживать значение влажности при сборке инструмента не выше предполагаемого среднестатистического минимального значения влажности в той местности, где будет эксплуатироваться инструмент. В особо засушливых местах эти значения могут быть много ниже, чем 40-50%. Например, в местах с резко континентальным климатом, пустынных и степных районах, на севере, где сильные морозы стоят по несколько месяцев и влага в воздухе вымораживается. Естественно, собираясь изготавливать инструмент, который будет эксплуатироваться в такой местности, мастер должен учитывать это обстоятельство. Это убережет инструмент от растрескивания в самый сухой период времени года. Правда, тут есть и свои минусы. В самый влажный период времени года древесина инструмента переувлажнится и разбухнет и, скорее всего, несколько изменится характер звучания инструмента, да и дека с подставкой может приподняться, что приведёт к некоторому изменению высоты струн, как правило, в большую сторону. Но это лучше, чем допустить растрескивание инструмента от пересушивания. Тут уж выбираем наименьшее из зол. Правда, такие явления, как растрескивание и набухание древесины влагой, проявляются только в пиковые значения влажности. Ведь любой грамотный гитарист стремится поддерживать уровень влажности в допустимых пределах, а задача мастера объяснить музыканту, как эксплуатировать и содержать инструмент.

Чтобы исключить влияние на музыкальный инструмент слишком низкой или слишком высокой влажности необходимо поддерживать её в разумных пределах — обычно это относительная влажность 50%-75% (кроме случаев, когда инструмент собирался для особо сухих или особо влажных регионов). Так уж получается, что гитарист и гитарный мастер, относительно влажности в помещении, являются чуть ли не антагонистами. Гитаристу нужно поддерживать влажность в помещении в пределах 50%-75%. Это рабочая влажность для инструмента и комфортный диапазон влажности для тела гитариста. А для мастера нужна пониженная относительная влажность в помещении, где собирается корпус инструмента и, желательно, ещё более низкая влажность в помещении, где хранятся гитарные заготовки, прошедшие предварительную атмосферную сушку. Но способы регулирования влажности одни и те же, только цифровые значения разные.

Во время влажного периода года для осушения воздуха удобнее всего применять специальные осушители или кондиционеры.

.

Принцип действия осушителя воздуха

Осушение воздуха происходит благодаря физическому процессу конденсации. Лишняя влага, содержащаяся в воздухе, оседает на холодную поверхность. Температура поверхности при этом должна быть ниже точки росы. Воздух с помощью вентилятора прогоняется сквозь два теплообменника, которые расположены последовательно и соединены в линию. Они заполнены фреоном или другим хладагентом. Фреон, при прохождении под давлением сквозь длинную и тонкую капиллярную трубу, охлаждается. После этого он поступает в теплообменники, охлаждая их. Комнатный воздух, проходя через первый теплообменник, отдает лишнюю влагу. Происходит образование большого количества конденсата. Полученная таким образом вода стекает в лоток. Далее ее можно собирать в бачок или выливать через систему канализации.
Фреон, находящийся в теплообменнике номер один и отдавший свою прохладу, испаряется. В процессе испарения он попадает на компрессор, после чего направляется во второй теплообменник. Далее происходит процесс конденсации фреона при помощи холодного воздуха. В процессе ассимиляции воздух нагревается, при этом температура воздуха остается неизменной, а влажность уменьшается. Такой принцип работы осушителей приблизительно одинаков для всех видов. Исключение составляют абсорбционные и роторные осушители воздуха. Обычно, бытовые осушители имеют выносной или встроенный датчик, который фиксирует влажность воздуха. Но доверять ему не стоит, лучше воспользоваться проверенным гигрометром, расположенным в необходимом нам месте. Так мы надёжней будем контролировать влажность в той области помещения, где это нам необходимо. В большей степени последнее замечание относится к гитарным мастерам. Кондиционер, по сути, тот же осушитель, только ещё и охлаждает воздух. В некоторых случаях это мешает, но дополнительная функция может быть столь приятна и необходима, что выбор многие делают в пользу кондиционера.

В сухой период времени, для поддержания влажности в помещении в заданных пределах нам поможет увлажнитель воздуха. Тип и мощность выбираем исходя из объёма помещения и дополнительных сервисных услуг такого прибора, которыми изобилуют современные устройства, таких как очистка, антибактериальная обработка, ионизация воздуха и пр.

Принцип работы увлажнителя

Над водой проходит поток воздуха, захватывающий мельчайшие капельки воды, а вентилятор разносит полученную смесь по всему помещению. Увлажнители, действующие по такому принципу, являются самыми энергоэффективными и создают очень мало шума при работе. В современных устройствах установлен гидростат (измеритель уровня влажности воздуха). Поэтому, настроив прибор на удовлетворяющий результат, он будет постоянно поддерживать его. Хорошим решением станет установка фильтра на место забора воздуха. Это избавит помещения от излишней пыли и микробов.
Тем не менее, увлажнители обладают невысокой мощностью, поэтому не могут поднять влажность выше 60%. Существуют более продвинутые, ультразвуковые увлажнители. Принцип работы такой же, только смешивание происходит в отдельной камере посредством разбивания и перемешивания молекул. Такие приборы заметно эффективнее аналоговых и позволяют поддерживать любой уровень влажности. Правда, использовать их можно исключительно с дистиллированной водой, поскольку любая другая будет оставлять белый налет, и затруднять работу прибора. Самыми простыми являются паровые увлажнители. Они действуют по принципу обычного кипящего чайника. В нем постоянно кипит вода и стоит датчик, отключающий прибор, когда запас воды испарился. У него много минусов. Например, если оставить аппарат без присмотра на долгое время, он может устроить в помещении полноценную парилку, поскольку не имеет автоматического контроля уровня влажности. Тут уж каждый выбирает по своему кошельку, мощности увлажнителя, необходимым дополнительным функциям, дизайну и прочим параметрам.Есть более примитивные способы повысить влажность в помещении — использовать открытую ёмкость с водой с большим зеркалом испарения (например — аквариум с не закрытой крышкой) или мокрые полотенца, развешанные на горячих батареях. Правда, такие способы малоэффективны, а порой и очень хлопотны.

Существуют увлажнители для самой гитары, встраиваемые в корпус инструмента или в гитарный кейс.
Это различные поролоновые губочки в полиэтиленовом пакете или пластиковой ёмкости с отверстиями или заполненные поролоном трубочки с отверстиями. Суть таких увлажнителей одна — влажный поролон постепенно испаряет влагу через небольшие отверстия, увлажняя внутренний объём корпуса гитары.

Ну вот, вроде бы мы научились худо-бедно влиять на влажность воздуха, но как и чем измерить влажность воздуха в помещении?Прибор для измерения относительной влажности воздуха называется ГИГРОМЕТР.
Существует множество вариаций прибора для измерения влажности:

-абсорбционный;
-волосяной;
-весовой;
-керамический;
-конденсационный;
-электронный;
-психрометрический (психрометр).

Рассмотрим те, которыми я пользовался в мастерской, они же оказались и наиболее используемые в быту – волосяной, механический, психрометрический и электронный.
Попробуем разобраться в них.

Психрометрический гигрометр.

​(Психрометр не является гигрометром в прямом смысле, но измеряет тот же показатель косвенным способом).

Гигрометр ВИТ представляет собой конструкцию, состоящую из пластмассового корпуса-основания, на котором закреплены два термометра («сухой» и «увлажненный», т.е. имеющий устройство увлажнения), температурная шкала, психрометрическая таблица и стеклянный питатель. В качестве термометрической жидкости в обоих термометрах выступает толуол.

Измерение относительной влажности воздуха основано на разнице показаний «сухого» и «увлажненного» термометров, что дает возможность определить скорость испарения, а значит, и влажность воздуха, так как скорость испарения влаги увеличивается по мере уменьшения относительной влажности воздуха. Резервуар «увлажненного» термометра смачивается через фитиль водой из питателя, благодаря чему при испарении влаги поверхность его охлаждается. После снятия показаний термометров по специальной психрометрической таблице определяют относительную влажность, которой соответствует значение на пересечении температурного показателя «сухого» термометра и полученной разности показаний двух термометров. Для точного измерения, при увлажнении «мокрого» термометра следует использовать дистиллированную воду.

Волосяной гигрометр.

Волосяные гигрометры работают на основе обычного человеческого волоса (или синтетической нити) и его свойств. Волос может изменять свою длину при различной влажности воздуха. Он натягивается на дощечку или рамку и, удлиняясь или укорачиваясь, двигает стрелку, которая в свою очередь перемещается по шкале устройства.
Волосной гигрометр хорош для домашнего использования, если необязательно получение предельно точных данных.
Также их не стоит перемещать или как-то иначе механически на них воздействовать. При малейшем ударе гигрометр может выйти из строя, так как вся его конструкция достаточно хрупка и деликатна.

Механический гигрометр

Пористая или твердая керамическая масса, в состав которой также входят металлические элементы имеет электрическое сопротивление. Его уровень напрямую зависит от влажности.
Для правильного его действия керамическая масса должна состоять из некоторых окислов металла. В качестве основы используется каолин, кремний и глина.

Электронный гигрометр.

На пластинку из стекла или другого подобного электроизоляционного вещества наносят слой хлорида лития. Меняется влажность – увеличивается или уменьшается концентрация и сопротивляемость хлористого лития. Стоит отметить, что на показания электронного (электролитического) гигрометра может оказывать незначительное влияние температура воздуха, поэтому он часто оборудован встроенным термометром.
Такой гигрометр достаточно точен и дает показания с минимальной погрешностью. Из всех используемых мной гигрометров, психрометрический показал наилучшую точность и стабильность измерений в широком диапазоне влажностей. Именно этот тип гигрометра я использую последние несколько лет и поверяю по нему остальные, которые находятся в разных местах помещения.
Мы разобрались, что такое относительная влажность, как её измерять и какими средствами можно на неё влиять. Надеюсь, эта статья будет полезна всем любителям гитары – и гитаристам и мастерам.

______________________

Гитарный мастер Андрей Бабичев