Условия комфортности температурной обстановки

Ощущение температурного комфорта, помимо других факторов, зависит от температуры окружающего воздуха и температуры поверхностей, обращенных в помещение. В качестве обобщающего температурного показателя введено понятие «температура помещения». Когда температуры воздуха t_в и поверхностей t_R равны, в помещении имеется температурный уровень или «температура помещения» t_п, равная этой температуре, т.е. t_п = t_в = t_R.

Для приблизительного соблюдения условий температурного комфорта понижению температуры воздуха должно соответствовать определенное повышение температуры поверхностей. Поэтому удобно характеризовать условия в помещении «температурой помещения», понимая под ней такую одинаковую температуру воздуха и поверхностей, при которой теплоотдача человеком будет такая же, как и при заданных неравных температурах воздуха и поверхностей, т.е. это комплексный показатель радиационной температуры и температуры воздуха помещения.

При скорости движения воздуха до 0,2 м/с ее определяют по формуле

t_п = ,

при скорости движения воздуха от 0,2 до 0,6 м/с по формуле

t_п = 0,6t_в + 0,4t_R,

где t_в - температура воздуха в помещении, ^оС;

t_R - радиационная температура, ^оС;

Радиационная температура помещения - осредненная по площади температура внутренних поверхностей ограждений помещения и отопительных приборов. Определяется по формуле

t_R =ΣА_i τ_i/ΣА_i ,

где А_i - площадь внутренней поверхности ограждений и отопительных приборов, м²;

τ_i - температура внутренней поверхности ограждений и отопительных приборов, ⁰С.

Комфортное сочетание t_п, t_в, и t_R в помещении можно определить двумя условиями комфортности.

Первое условие комфортности температурной обстановки устанавливает зону сочетаний температуры воздуха в помещении и радиационной температуры помещения, при которых человек, находясь в середине помещения (обслуживаемой зоны), не испытывает чувства перегревания или переохлаждения.

Для холодного периода это условие записывают в виде

t_R = 1,57t_п – 0,57t_в ± 1,5,

где t_п - нормируемое значение, ^оС;

Для теплого периода

t_R = 1,57t_п – 0,5t_в ± 1,5

С помощью уравнения можно определить, какая должна быть температура воздуха, если известны радиационная температура и назначение помещения. Если имеет место значительная разница между температурой воздуха и радиационной температурой, что бывает при панельно-лучистом или воздушном отоплении, то нормируемыми значениями следует считать t_п.

Кроме общего теплового баланса не самочувствие человека влияют условия, в которых находятся отдельные части тела. Голова человека чувствительнее к радиационному перегреву и переохлаждению, а для ног важны температура поверхности пола, с которой они непосредственно соприкасаются, и наличие холодных токов воздуха вдоль пола.

Второе условие комфортности определяет допустимые температуры нагретых и охлажденных поверхностей при нахождении человека на границах обслуживаемой зоны помещения, т.е. в непосредственной близости от этих поверхностей.

Дл предупреждения радиационного перегревания или переохлаждения человека в холодный период года поверхности потолка и стен могут быть нагреты до допустимой температуры

τ^наг. ≤ 19,2 + ,

или охлаждены до допустимой температуры

τ^охл.≥ 23 – ,

где φ - коэффициент облученности с поверхности головы человека на

охлажденную или нагретую поверхность.

φ = 1 – 0,8 ,

где y - расстояние от головы человека до поверхности;

l - осредненный размер поверхности (при известной

площади А_п, равный ).

В теплый период года температура нагретых поверхностей должна быть не более

τ^наг.≤ 29,3 +

Допустимая температура нагретого пола принимается в зависимости от назначения и особенностей режима работы помещения. В большинстве случаев температура поверхности нагретого пола не должна превышать 22 – 26 ^оС Температура холодного пола зимой может быть ниже температуры воздуха не более, чем на 2 – 2,5 ^оС.

Для учета комплексного влияния параметров окружающей среды на самочувствие человека введено понятие «эквивалентно-эффективная температура» - это такая температура, которая эквивалентна тепловому воздействию температуры воздуха, относительной влажности и подвижности. Эквивалентно-эффективную температуруопределяют по диаграмме, представленной на рисунке 1.5.

Субъективные тепловые ощущения человека в большей или меньшей степени отличаются от нормативных среднестатистических показателей микроклимата в помещении. Неудовлетворенность может являться результатом теплого или прохладного дискомфорта тела в целом, который характеризует ожидаемым значением теплоощущения PMV (Predicted Mean Vote) и прогнозируемым процентом неудовлетворенности PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied). Субъективное состояние психологического теплоощущения человека П.О. Фангер предлагает оценивать следующими ранговыми оценками PMV:

 

 

Рисунок 1.5 – Номограмма эквивалентно-эффективных температур

Для определения PMV предлагается следующая формула, полученная на основании экспериментов

PMV= +0,037∆q,

где – метаболическая теплота (теплопродукция, энергозатраты) человека,

величина которой зависит от тяжести выполняемых работ, Вт;

- расчетная площадь поверхности взрослого человека, принимается

равной 1,75 м²;

- избыточная (недостаточная) теплота человека, которая может быть

либо положительной, либо отрицательной, т. е. тело человека либо

накапливает теплоту, либо отдает больше чем получает, Вт/м².

 

Сочетания перечисленных параметров являются исходными при проектировании зданий и систем обеспечения микроклимата. При этом различают оптимальные микроклиматические условия и допустимые микроклиматические условия.

В [4] даны следующие определения этих понятий.

Оптимальные микроклиматические условия это такие сочетания количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции. Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня трудоспособности.

Допустимые микроклиматические условия это сочетания количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящим за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности.