Микроклимат помещения и система его обеспечения

Вследствие особенностей климата на большей части территории страны человек проводит в закрытых помещениях до 80% времени. Для создания нормальных условий его жизнедеятельности необходимо поддерживать в этих помещениях строго определенный тепловой режим.

Под микроклиматом понимается совокупность теплового, воздушного влажностного режимов и их взаимосвязь.

Для нормальной жизнедеятельности человека должен быть тепловой баланс, между теплотой вырабатываемой организмом и теплотой отдаваемой в окружающую среду.

Интенсивность теплоотдачи человека зависит от микроклимата помещения, характеризуется температурой внутреннего воздуха t_в и радиационной t_R, скоростью движения (подвижностью) и относительной влажностью воздуха j_в. Сочетание этих параметров микроклимата, при которых сохраняется тепловое равновесие в организме человека и отсутствует напряжение в его системе терморегуляции, называется комфортными или оптимальными сочетаниями.

Кроме оптимальных различают допустимые сочетания микроклимата, при которых человек может испытывать небольшой дискомфорт.

Тепловые условия в помещении зависят главным образом от t_в и t_R, т.е. от его температурной обстановки, которую принято характеризовать двумя условиями комфортности.

Первое условие комфортности определяет такую область сочетаний t_в и t_R, при которых человек находясь в центре рабочей зоны не испытывает ни перегрева, ни переохлаждения.

Радиационная температура в помещении t_R, °С, определяется по формуле:

, (4.1)

где - коэффициент излучения с поверхности тела человека в сторону окружающих поверхностей;

τ_вп(i) – температура окружающих поверхностей, °С.

Зависимость между t_R и t_в в холодный период можно выразить как:

(4.2)

где t_п - температура помещения, равная t_п =(t_в +t_R)/2, °C:

- при спокойном состоянии человека t_п = 23°C;

- при легкой работе – t_п = 21°С;

- при умеренной работе – t_п = 18,5°С;

- при тяжелой работе – t_п = 16°С.

Зависимость между t_R и t_B в теплый период можно записать как:

(4.3)

где t_п – то же, что и уравнение (4.2):

- при спокойном состоянии человека t_п = 26°С;

- при умеренной работе – t_п = 24°C;

- при тяжелой работе – t_п = 22°С).

Расчетные значения t_B определяются назначением помещений:

- в жилых помещениях t_B = 18°C, при температуре наружного воздуха (холодной пятидневки) t_xп ниже -31°С t_в= 20°C;

- на лестничной клетке t_B = 1б°С;

- в кухне t_в = 18°C;

- в помещениях детских и боль­ничных учреждений t_в=18÷25°C;

- в служебных помещениях t_в = 16÷18°С.

Второе условие комфортности определяют допустимые температуры нагретых и охлажденных поверхностей при нахождении человека в непосредственной близости от них.

– Из уравнения лучистого теплообмена при контакте человека с окружающими поверхностями допустимая температура нагретой поверхности в помещении , °С, для холодного периода года определится как:

(4.4)

где – коэффициент излучения с поверхности тела человека в сторону нагретых поверхностей.

– В теплый период года температура нагретых поверхностей должна быть не более:

(4.5)

– Допустимая температура холодной поверхности в холодный период года, определяемая выражением:

(4.6)

что обеспечивает условие недопустимости конденсации влаги на внутренней поверхности наружных ограждений.

– Допустимая температура на внутренней поверхности окна:

(4.7)

– В практике строительства, особенно с применением систем напольного панельно-лучистого отопления, необходимо учитывать, что ноги человека особенно чувствительны к переохлаждению и перегреву поверхности пола. Допустимая температура поверхности пола τ_пл, °С, зависит от t_в, °С, и на высоте 1 м составляет:

(4.8)

Предельные значения τ_пл для голой ноги составляют 32÷33°С, для обуви с тонкой подошвой 36÷38°С, для обуви с толстой подошвой 45÷48°С.

В связи с этим не рекомендуется располагать панели для охлаждения помещения в теплый период года в плоскости пола.

– Для восприятия комфортных условий важна климатическая адаптация человека, его привычки. Например, американцы считают комфортной температуру на 3°С выше, чем англичане и французы.

– Для человека оказывается полезным изменение температуры в течение дня, что связано с изменением интенсивности обмена веществ и с особенностью деятельности человека. Например, в учреждениях в зимнее время считается полезным иметь утром температуру 19°С, повышая её к полудню до 21°С и после обеда понижать её до 18°С.

Основные нормативные требования к микроклимату содержатся в санитарных нормах 245-71 в СНиП II-3-79* и в ГОСТ 12.1.005-88. При определении расчетных метеорологических условий в помещении надо учитывать:

1) расчетные параметры воздуха нормируются в зависимости от периода года: теплый – со среднесуточной температурой наружного воздуха более +8°C, холодный – со среднесуточной температурой наружного воздуха менее +8°С, переходный – среднесуточная температура наружного воздуха равна +8°С;

2) по интенсивности труда все виды работ делятся на 3 категории с затратой энергии соответственно:

- легкие до 172 Вт;

- средние 172÷293 Вт;

- тяжелые более 293 Вт;

3) в зависимости от интенсивности явных тепловыделений выделяют 3 группы помещений:

- с незначительными тепло избытками явной теплоты (до 23 Вт/м³);

- со значительными избытками явной теплоты (более 23 Вт/м³);

- жилые, общественные, вспомогательные помещения промзданий, при всех значениях явной теплоты.

Явная теплота – теплота, поступающая в рабочее помещение от оборудования, отопительных приборов, от людей и других источников тепла.

Под избытком явной теплоты понимают остаточное количество явной теплоты (за вычетом тепло потерь) после осуществления всех мероприятий по их уменьшению.

4) оптимальное значение относительной влажности воздуха нормируется в диапазоне от 40 до 60 %;

5) оптимальная скорость воздуха в помещении для холодного периода года принимается 0,2÷0,3 м/с; для теплого периода 0,2÷0,5 м/с.