Нормирование метеорологических параметров воздуха внутри и снаружи отапливаемых помещений

1.1. НОРМИРОВАНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ

Самочувствие человека в помещении определяется условиями его тепло – и влагообмена с окружающей средой, которые зависят от многих факторов. Основными являются:

· температура, влажность и скорость движения окружающего воздуха;

· категория выполняемой работы;

· расстояние до поверхностей, излучающих или поглощающих теплоту, их размеры и температуры;

· тип и материал одежды;

· состояние здоровья, нервное напряжение.

В процессе жизнедеятельности людей, величина тепло – и влагообмена человеческого организма определяется, в первую очередь, характером и интенсивностью выполняемого им труда (табл.1.1.)[3].

Таблица 1.1

Показатели	Количество теплоты и влаги, выделяемое мужчинами при температуре воздуха в помещении, ^0С.
В состоянии покоя
Теплота, Вт явная полная Влага, г/ч
При легкой работе
Теплота, Вт явная полная Влага, г/ч
При средней тяжести
Теплота, Вт явная полная Влага, г/ч
При тяжелой работе
Теплота, Вт явная полная Влага, г/ч

Показателями, характеризующими микроклимат помещения, являются:

1) температура воздуха;

2) относительная влажность воздуха;

3) скорость движения воздуха;

4) интенсивность теплового излучения.

Оптимальные показатели микроклимата распространяются на всю рабочую зону, допустимые показатели устанавливаются дифференцированно для постоянных и непостоянных рабочих мест. Оптимальные и допустимые показатели температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений должны соответствовать значениям, указанным в табл. 1.2. [4].

Допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономическим причинам не обеспечиваются оптимальные нормы.

На пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники и других производственных помещениях при выполнении работ операторского типа, связанных с нервно-эмоциональным напряжением, должны соблюдаться оптимальные величины температуры воздуха 22-24°С, его относительной влажности 60-40% и скорости движения воздуха (не более 0,1м/с). Перечень других производственных помещений, в которых должны соблюдаться оптимальные нормымикроклимата, определяется отраслевыми документами, согласованными с органами санитарного надзора в установленном порядке.

Температура внутренних поверхностей конструкций, ограждающих рабочую зону (стен, пола, потолка и др.), различных предметов или устройств, а также температура наружных поверхностей технологического оборудования или ограждающих его устройств при обеспечении оптимальных показателей микроклимата не должны выходить более чем на 2^oС за пределы оптимальных величин температуры воздуха, установленных в табл. 1.2 для отдельных категорий работ. При температуре поверхностей ограждающих конструкций ниже или выше оптимальных величин температуры воздуха рабочие места должны быть удалены от них на расстояние не менее 1 м. Температура воздуха в рабочей зоне, измереннаянаразной высоте и в различных участках помещений, не должна выходить в течение смены за пределы оптимальных величин, указанных в табл. 1.2 для отдельных категорий работ. Перепад температуры воздуха по высоте рабочей зоны при всех категориях работ допускается до 3^oС. Колебания температуры воздуха по горизонтали в рабочей зоне, а также в течение смены допускаются до 4^оС – при легких работах, до 5^оС – при средней тяжести работах и до 6^оС – при тяжелых работах. При этом абсолютные значения температуры воздуха, измеренной на разной высоте и в различных участках помещений в течение смены, не должны выходить за пределы допустимых величин, указанных в табл. 1.2.

При обеспечении оптимальных и допустимых показателей микроклимата в холодный период года следует применять средства защиты рабочих мест от радиационного охлаждения от остекленных поверхностей оконных проемов, в теплый период года – от попадания прямых солнечных лучей.

Таблица 1.2.

Пери-од года	Кате-гория работ	Температура tпом., ^0С	Относительная влажность, %	Скорость движения, м/с
Опти-маль-ная	допустимая	опти-маль-ная	допус-тимая	опти-маль-ная	допус-тимая не более*
верхняя граница	нижняя граница
на рабочих местах
пос-тоян-ных	непос-тоян-ных	пос-тоян-ных	непос-тоян-ных
Холод-ный	Легкая I а	22-24					40-60		0,1	0,1
Легкая I б	21-23					40-60		0,1	0,2
Средней тяжести II а	18-20					40-60		0,2	0,3
Средней тяжести II б	17-19					40-60		0,2	0,4
Тяжелая III	16-18					40-60		0,3	0,5
Теп-лый	Легкая I а	23-25					40-60		0,1	0,1-0,2
Легкая I б	22-24					40-60		0,2	0,1-0,3
Средней тяжести II а	21-23					40-60		0,3	0,2-0,4
Средней тяжести II б	20-22					40-60		0,3	0,2-0,5
Тяжелая III	18-20					40-60		0,4	0,2-0,6
^* Большая скорость движения воздуха в теплый период года соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая - минимальной температуре воздуха. Для промежуточных величин температуры воздуха скорость его движения допускается определять интерполяцией; при минимальной температуре воздуха скорость его движения может приниматься также ниже 0,1 м/с - при легкой работе и ниже 0,2 м/с - при работе средней тяжести и тяжелой.

Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/м² при облучении 50 % поверхности тела и более, 70 Вт/м² – при величине облучаемой поверхности от 25 до 50 % и 100 Вт/м² – при облучении не более 25 % поверхности тела.

Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретый металл, стекло, «открытое» пламя и др.) не должна превышать 140 Вт/м². При этом облучению не должно подвергаться более 25 % поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в томчислесредств защиты лица и глаз.

При наличии теплового облучения температура воздуха на постоянных рабочих местах не должна превышать указанные в табл. 1.2 верхние границы оптимальных значений для теплого периода года, на непостоянных рабочих местах - верхние границы допустимых значений для постоянных рабочих мест.

Отвод, выделившийся человеческим организмом теплоты, происходит за счет:

- конвективного теплообмена с окружающим воздухом;

- лучистого теплообмена с окружающим человека поверхностями твердых предметов:

- испарения влаги с поверхности его кожи;

- с выдыхаемой средой.

Интенсивность процессов теплоотвода определяется условиями в помещении, которые характеризуются: условной температурой помещения, °С; скоростью движения окружающего воздуха, , м/с и его относительной влажностью, , %.

Условная температура помещения определяется по выражению [1]:

t = 0,36·t + 0,64·t , (1.1)

где: - температура воздуха в рабочей зоне помещения, °С; - средневзвешенная (радиационная) температура, обращенных к человеку поверхностей окружающих твердых предметов, °С;

, (1.2.)

где: Мo - количество окружающих человека поверхностей твердых предметов, шт; - площадь обращенной к человеку поверхности j-го предмета, м²; - температура обращенной к человеку поверхности j-го предмета,°С.

В большинстве помещений, при отсутствии поверхностей с очень высокими или очень низкими температурами значение допустимо, с достаточной точностью вычислять как или принимать равной температуре воздуха в рабочей зоне ,°С.

В жилых и общественных помещениях в холодный период года параметры внутреннего воздуха необходимо поддерживать на уровне:

= 18 ÷ 20°С, = 0,2 м/с, = 65 %.

В производственных помещениях, где площадь пола приходящегося на каждого работающего в наиболее многолюдную смену = 50 - 100 м²/чел, разрешается вне постоянных рабочих мест (т.е. там, где дежурный персонал находится не более 2-х часов подряд), поддерживать температуру воздуха t_в = 10 ° С.

В нерабочее время, в производственных, общественных и административно-бытовых помещениях следует поддерживать температуру воздуха в пределах ³ 5°С, обеспечивая при этом возможность повысить до к началу рабочего периода [6].

Температуры внутренних поверхностей ограждений помещений , °С должны поддерживаться на таком уровне, чтобы не происходила бы конденсация на них водяных паров, содержащихся в воздухе помещений и не возникали чрезмерные оттоки теплоты к ним от находящихся в помещении людей:

, (1.3.)

где: - нормативный перепад между температурами воздуха в помещении и внутренней поверхности ограждения, ° С (принимается по данным табл. 1.3. [7]); t_р - температура точки росы, °С, которая принимается при максимально допустимом значении и оптимальном значении

Таблица 1.3.

Вид здания или помещения	Нормируемый температурный перепад - , ° С для:
Наружных стен	Покрытий и чердачных перекрытий
Жилые, лечебные, образовательные детские	4,0	3,0
Общественные, административные, бытовые	4,5	4,0
Производственные и другие с влажными и мокрыми режимами	(tв - tр)	0,8 (tв - tр)
Производственные с сухими и нормальными режимами	(tв - tр), но не более 7,0	0,8 (tв - tр), но не более 6,0

Параметры внутреннего воздуха подвергаются непрерывному по времени, но переменному по интенсивности, воздействию разнообразных факторов.

В холодный период года к ним, в первую очередь, относятся:

- потери теплоты через ограждающие конструкции помещения;

- затраты теплоты на подогрев холодного наружного воздуха, проникающего в помещение;

- затраты теплоты на нагрев материалов и элементов оборудования, поступающих в помещение с температурой ниже, чем t_в.р.;

- теплопритоки от находящихся в помещении людей, установленного в нем оборудования и приборов электрического освещения.

Для поддержания необходимых значений параметров внутреннего воздуха, воздействие возмущающих факторов должно постоянно компенсироваться равным по величине, но противоположным по направлению воздействием теплопритоков от размещаемых в помещении отопительных приборов и оборудования.

Тепловая мощность и степень компенсирующего воздействия этих отопительных приборов и оборудования определяются с учетом требований к микроклимату помещений, которые зависят от уровня требований человеческого организма или характера проводимых в помещении технологических процессов.

Нормативные требования к уровню микроклимата в различных помещениях в холодный период года, а также допустимые отклонения температуры t_в.р. от её оптимального значения и нормативные значения коэффициента обеспеченности приведены в таблице 1.4. Коэффициент обеспеченности, , характеризует долю времени оптимального периода, в течение которого должен соблюдаться стабильный уровень микроклимата помещения и определяется:

, (1.4)

где: - продолжительность отрезка времени, в течении которого система отопления поддерживает микроклимат в помещении, ч/год; - продолжительность времени отопительного периода, в течении которого позволяются отклонения температуры воздуха помещения на величину больше допустимой, ч/год.

Таблица 1.4.

Условия, определяющие выбор микроклимата	Характеристика протекающих в помещении процессов	Уровень требований к микрокли- мату	Допустимые отклонения + ° , ° С	Коэф-т обеспечен- ности
Комфортные условия для людей	Круглосуточное пребывание	Высокий	1,0	0.98
Ограниченное время пребывания	Средний	1,5	0,92
Кратковременное пребывание	Низкий	2,0 и более	0,80
Условия для проведения технологичес- кого процесса	Особенно ответственный процесс	Повышен ный	0,1	1,0
Круглосуточный процесс с высокими требованиями к микроклимату	Высокий	0,5	0,98
Обычный технологический процесс	Средний	1,0	0,92

1.2. РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА

Изменение параметров наружного воздуха (температуры, t_Н, скорости ветра, W_Н и относительной влажности, j_Н) оказывает непосредственное влияние на изменение теплового потока уходящего наружу через ограждающие конструкции помещения и на затраты теплоты для подогрева холодного воздуха и холодных материалов, поступающих в помещение снаружи. Изменение теплопотерь помещения отражается или на изменении температуры внутреннего воздуха или на режиме работы системы отопления помещения, поддерживающей стабильное значение температуры внутреннего воздуха, .

Параметры наружного воздуха непрерывно меняются и колеблются в течение суток, месяцев, лет, веков. Характер этих изменений индивидуален для каждого климатического региона, а перспективное прогнозирование носит вероятностный характер. Результаты многолетних наблюдений и их последующая статистическая обработка позволили, с большой степенью вероятности, выявить для каждого населенного пункта усредненную за 30÷50 лет продолжительность, n_i, ч, стояния в течение года любого значения температуры наружного воздуха, t_н.i, °С.

Максимальная (расчетная) мощность отопительной системы помещения, а также теплотехнические и конструктивные характеристики ограждающих его конструкций определяются выбором из всей совокупности наблюдаемых в регионе наружных температур такого ее значения t_н.i= t _н.р.о, при котором комфортное значение температуры воздуха внутри помещения, . будет поддерживаться с необходимым коэффициентом обеспеченности, . При этом, необходимо учитывать, что суточные колебания температуры наружного воздуха вызывают изменения как теплового потока через ограждения, так и распределения температуры материала по толщине и на поверхностях ограждения. Колебания температур материала, по мере удаления от наружной поверхности, уменьшаются по величине и запаздывают по фазе. Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждения существенно меньше амплитуды суточных колебаний температуры наружного воздуха.

Степень затухания этих колебаний определяется тепловой инерцией – D_огр , используемых ограждений [11]:

(1.5)

где: М_с - количество слоев материалов, входящих в состав ограждающей конструкции, шт.; – термическое сопротивление i-го слоя ограждающей конструкции, (м² ·°С)/Вт; d_i – толщина i-го слоя, м; l_i - коэффициент теплопроводности материала i-го слоя, Вт/(м ·°С); - коэффициент теплоусвоения материала i-го слоя ограждения, при периоде колебаний наружной температуры равном 86400 с., Вт/(м² ·°С).

Большинство современных зданий обладают большой тепловой инерционностью (D ³ 7.0). В их ограждениях происходит настолько значительное снижение амплитуд колебаний температур, что для поддержания оптимального значения внутренней температуры с коэффициентом обеспеченности = 0.98, достаточно в качестве расчетной температуры наружного воздуха t _н.р.о принимать такое значение t _н.i, при котором более низкие температуры могут наблюдаться в течении не более 8% продолжительности отопительного периода, т.е. ³ 0.92.

Учет инерционности ограждений, позволяет определять и регламентировать расчетные параметры наружного воздуха для проектирования систем отопления и ограждающих конструкций различных типов зданий [4].

Для проектирования систем отопления и ограждений зданий с D_огр ³ 7.0 за расчетную температуру наружного воздуха принимают среднюю температуру наиболее холодных пятидневок отобранных по одной из восьми наиболее холодных зим, наблюдавшихся в данном населенном пункте за последние 50 лет. (Для ряда населенных пунктов эти температуры обозначенные t_нх^Б5 приведены в приложении 2).

Для зданий с малой инерционностью ограждений (Dогр < 4,0) за расчетную температуру t_нх^Б1, °С принимают среднюю температуру восьми наиболее холодных суток из 8 наиболее холодных зим за последние 50 лет.

Для зданий с средней инерционность ограждений (4,0 £ Dогр < 7) за расчетную принимают t_нх^Б3 = 05(t_нх^Б5 + t_нх^Б1), ^оС.

Применение параметров Б при проектировании ограждений и систем отопления в зданиях различного типа обеспечивает заданный уровень микроклимата помещений с коэффициентом обеспеченности не менее = 0,98.

Дата добавления: 2015-07-16