Комфортное сочетание температуры, влажности и подвижности воздуха для человека.
Оптимальные и допустимые микроклиматические условия.
В 1884 г. впервые русский ученый И.И.Флавицкий пришел к выводу о необходимости комплексного учета влияния параметров воздушной среды на человека. Это означает, что человек ощущает тепловой комфорт, если параметры микроклимата находятся в определенном сочетании. В настоящее время широко известны работы датчанина П.О.Фангера, которые учитывают влияние на человека не только температуры, влажности и подвижности воздуха, но и лучистой теплоты, термического сопротивления одежды и т.д.
Изменение метеорологических условий приводит к значительным изменениям в соотношении отдельных составляющих теплоотдачи человека и, следовательно в его самочувствии.
Одним из факторов, влияющих на комфортное состояние человека, является влажность. Человек выделяет влагу, количество которой составляет около 900 г в сутки. Примерно одна треть этого количества выделяется через легкие, остальная – через кожу. Возмещается влага не только впитыванием ее из жидкостей и пищи, но и при вдыхании через легкие. Низкая относительная влажность вдыхаемого воздуха приводит к пересыханию слизистых оболочек, в результате чего сокращается подвижность эпителия, ухудшаются фильтрационные свойства слизистой оболочки верхних дыхательных путей по отношению к пыли и микрофлоре, что способствует проникновению в легкие бактерий и вирусов. Низкая энтальпия воздуха, зависящая от влагосодержания, сказывается на состоянии кожи человека, которая становится сухой, шероховатой и может даже растрескиваться. Высокая относительная влажность воздухав помещении приводит к тому, что воздух будет поглощать водяной пар, выделяемый человеком, до тех пор, пока не достигнет состояния насыщения, при котором влага начнет выпадать в виде конденсата. Дополнительное количество водяного пара, выделяемого человеком, окружающий воздух поглотить не может, начинается обильное потение и утомление, т.к. дыхание становится все более тяжелым, и организм, пытаясь компенсировать потерю влаги, выделяемой при чрезмерном потении, поглощает все больше и больше жидкости. Если высокая влажность сочетается с высокой температурой воздуха, то это еще больше ухудшает теплообмен человека с окружающей средой, что приводит к перегреву организма. Оптимальная относительная влажность воздуха находится в диапазоне от 40 до 60%.
П.О. Фангером выявлено также, что людям нравится ощущение прохлады в дыхательных путях при каждом вдохе. Высокая энтальпия воздуха, которая зависит от влагосодержания, означает низкую способность вдыхаемого воздуха охлаждать слизистые оболочки дыхательных путей путем конвекции и испарения, что ухудщает ощущения, вызываемые тепловлажностным состоянием вдыхаемого воздуха.
Важное значение в создании теплового комфорта для человека в помещении имеет подвижность воздуха.При отсутствии движения воздуха или чрезмерно малом движении вокруг тела человека образуется тонкая неподвижная воздушная оболочка, которая быстро насыщается парами воды, принимает его температуру и уменьшает теплоотдачу. Легкое движение воздуха сдувает обволакивающий человека насыщенный водяными парами и перегретый слой воздуха. Если температура окружающей среды ниже температуры тела человека, то с повышением подвижности потеря теплоты человеком возрастает. Для сохранения комфортных условий необходимо либо увеличивать относительную влажность воздуха, уменьшив тем самым испарение, либо увеличить его температуру. В то же время чрезмерная подвижность воздуха, особенно в условиях охлаждения, вызывает ощущение сквозняка, т.к. увеличивается теплопотеря конвекцией и испарением, что способствует быстрому охлаждению организма. Влияние подвижности воздуха на комфортное состояние человека необходимо рассматривать в совокупности с температурой и относительной влажностью воздуха.
Рисунок 1.4 – Область комфортного сочетания подвижности и температуры.
Установлено, что в создании комфорта для человека имеет значение изменение скорости движения воздуха. При отвечающих требованиям комфорта скорости и температуре воздуха человек может ощущать дискомфорт, если скорость будет пульсировать. Это объясняется особенностью восприимчивости к переменам органов чувств человека.