2067

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве методических указаний.

Теоретические основы обеспечения микроклимата : методические указания к лабораторным работам / С.Ф. Донченко. – Омск : СибАДИ, 2018. – Режим доступа: ……......…………………………………...,свободный после авторизации. – Загл. с экрана.

Предназначены для использования студентами всех форм обучения при выполнении лабораторных работ по дисциплинам: «Теоретические основы обеспечения микроклимата» направления «Строительство» профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция», «Техническая эксплуатация зданий» направления «Строительство» профиль «Экспертиза и управление недвижимостью». Составлены в соответствии с действующими рабочими программами, стандартами и нормами проектирования.

Методические указания разработаны на кафедре «Городское строительство, хозяйство и экспертиза объектов недвижимости».

Текстовое (символьное) издание (4 МБ)

Системныетребования: Intel, 3,4 GHz; 150 Мб; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM; 1 Гб свободного места нажестком диске; программадля чтения pdf-файлов: Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader

Издание первое. Дата подписания к использованию 24.12.2018 Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2018

Введение

Курс «Теоретические основы обеспечения микроклимата» являет-

ся базовым для изучения дисциплин «Отопление», «Вентиляция»,

«Кондиционирование воздуха» и др.

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

предназначены для создания и поддержания в помещениях благоприят-

ных параметров микроклимата для самочувствия и здоровья людей, а

также для протекания технологических процессов.

Для того чтобы правильно запроектировать, смонтировать и экс-

плуатировать системы отопления, вентиляции и кондиционирования

воздуха, необходимо иметь представление о процессах, формирующих

микроклимат помещений, о взаимодействии человеческого организма с

окружающей средой, о законах, по которым функционируют данные

системы.

Вопросы, рассматриваемые в курсе «Теоретические основы обеспечения микроклимата», также лежат в основе дисциплины «Техническая эксплуатация зданий». Поэтому приведенные лабораторные работы частично выполняются в дисциплине «Техническая эксплуатация зданий».

3

Лабораторная работа № 1 Тема: Регистрация колебаний атмосферного давлений, температу-

ры и относительной влажности воздуха

Цель работы: 1) Изучение влияния функционального процесса, проте-

кающего в помещении, на изменения температурно-

влажностного состояния воздушной среды (микрокли-

мата) во времени;

2) ознакомление с приборами, используемыми для не-

прерывного контроля температурно-влажностного ре-

жима в помещении.

Приборы и принадлежности: суточные (недельные) термограф, гигро-

граф, барограф; контрольный психрометр Ассмана; кон-

трольный барометр-анероид.

Теоретические предпосылки:

Основными характеристиками микроклимата в помещении являются температура и влажность внутреннего воздуха.

Параметры, характеризующие температурно-влажностный режим воздушной среды (t, φ, e), тесно связаны между собой. При постоянной упругости водяного пара (e) повышение температуры воздуха (t) вызывает понижение его относительной влажности (φ), так как значение максимальной упругости водяного пара (E) увеличивается. При постоянной температуре воздуха повышение или понижение упругости водяного пара приводит к соответствующему повышению или понижению относительной влажности воздуха, так как значение максимальной упругости водяного пара остается постоянным.

При проектировании ограждающих конструкций зданий расчетные значения температуры и влажности внутреннего воздуха принимаются в зависимости от назначения помещения (здания). Эти значения установлены ГОСТом для рабочей (обсуживаемой) зоны помещений в холодный период года в соответствии с санитарно-гигиеническими тре-

бованиями. Однако фактическое значение температуры и влажности внутреннего воздуха отклоняется от расчетных в зависимости от наружных условий и особенно функционального процесса, протекающего в помещении. Периодичность отклонения от расчетных величин характеризуется различными сроками (год, сутки и менее).

Особенно большие колебания температуры и влажности внутреннего воздуха наблюдаются в производственных помещениях в связи с особенностями технологического процесса. Амплитуда и периодичность этих колебаний зависят от количества и длительности рабочих

4

смен, производительности оборудования и продолжительности техно-

логических операций, связанных с выделениями тепла и влаги и др.

Вжилых и общественных зданиях, где отсутствуют существенные

выделения тепла и влаги, эти колебания характеризуются годовой цик-

личностью. Величина амплитуды колебаний температуры и влажности

внутреннего воздуха зависит от потоков тепла и влаги, поступающих в

помещение. В холодный период года эти потоки определяются теплоот-

дачей отопительных приборов и выделением бытовой и биологической

влаги. Влажность в помещении зависит и от разности температуры

внутреннего и наружного воздуха (тепловой напор). Чем выше эта раз-

ность и создаваемый ею тепловой напор, тем меньше относительная

влажность воздуха в здании за счет осушающего действия фильтрую-

щегося внутрь наружного воздуха.

Вправильно запроектированном и нормально эксплуатируемом

здании отклонения температуры и влажности от нормы сравнительно

невелики и не приводят к дискомфортным условиям для людей и возникновению физических процессов, которые могут вызвать разрушение отдельных слоев или ограждающих конструкций в целом. Однако в помещении с малым воздухообменом и ограниченной кубатурой, периодическим присутствием большого числа людей относительная влажность и температура воздуха могут значительно повышаться.

Резкие колебания параметров внутреннего воздуха в течение суток нежелательны, так как неблагоприятно действуют на состояние человека.

Стабилизация параметров воздушной среды необходима для некоторых видов современного промышленного производства (приборостроение и т.п.). Следовательно, для оценки эксплуатационных свойств ограждающих конструкций, а также работы отопительновентиляционных систем и другого специального оборудования зданий необходимо знать кинетику изменения параметров внутренней воздушной среды, определяемую непрерывными колебаниями температуры и

влажности наружного воздуха и атмосферного давления.

Описания приборов:

Для непрерывного длительного контроля и записи изменений температуры, относительной влажности воздуха и атмосферного давления наиболее удобными являются метеорологические самопишущие приборы: термографы, гигрографы и барографы. Приборы достаточно просты по устройству и надежны в эксплуатации. В зависимости от необходимой длительности измерения параметров воздушной среды могут быть

использованы приборы суточные и недельные (с продолжительностью

5

одного оборота барабана часового механизма соответственно 26 и

176ч).

Достоинством приборов являются небольшая масса и размеры, а

также возможность расставить необходимое их количество для получе-

ния общей картины изменения параметров воздушной среды в иссле-

дуемом помещении практически в любом месте независимо от источни-

ков энергоснабжения (что особенно важно при исследовании воздуш-

ной среды в промышленных зданиях).

Практически единственным недостатком метеорологических при-

боров является невысокая точность, поэтому они нуждаются в периоди-

ческом контроле и определении поправок к ним. С этой целью приме-

няют лабораторные термометры, аспирационные психрометры и де-

формационные барометры-анероиды.

Обычно применяют метеорологические термографы с биметалли-

ческими датчиками температуры (рис.1). Принцип действия прибора

основан на свойстве биметаллической пластины менять радиус изгиба с изменениями температуры окружающей среды. Деформация датчика температуры – биметаллической пластины – преобразовывается с помощью передаточного механизма, состоящего из рычага, тяги, регулятора и оси, в перемещение стрелки с пером по бумажной диаграммной ленте, закрепленной лентодержателем на барабане часового механизма. Датчик температуры одним концом припаян к вилке, укрепленной на кронштейне, а другим концом соединен посредством регулятора и тяги со стрелкой.

Принцип действия метеорологического гигрографа основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса (либо мембраны из синтетической пленки) изменять длину при колебаниях относительной

влажности воздуха (Рис.2).

При увеличении относительной влажности воздуха пучок волос удлиняется и стрелка с пером перемещается вверх, а при уменьшении

6

влажности – вниз. Концы пучка волос заделаны в специальные эбонито-

вые втулки, укреплённые в кронштейне. Пучок волос с помощью крюч-

ка соединен с передаточным механизмом, состоящим из двух дуг с ося-

ми. Цилиндрический противовес удерживает пучок волос в натянутом

состоянии.

Принцип действия барографа

(Рис.3) основан на свойстве анероидных

коробок, внутренний объем которых

изолирован от внешней среды, реагиро-

вать на изменения атмосферного давле-

ния изменением геометрических разме-

ров по высоте за счет деформации мем-

бран.

Датчик давления в барографе со-

стоит из комплекта металлических по-

лых анероидных коробок, соединённых вместе, что значительно увеличивает суммарную деформацию датчика и повышает чувствительность прибора.

Комплект анероидных коробок укреплен на свободном конце консольно закреплённой биметаллической пластины температурного компенсатора, который погашает влияние изменений температуры окружающего воздуха на величину деформация датчика давления.

Суммарная деформация мембран анероидных коробок, вызываемая изменением атмосферного давления при помощи системы рычагов, перемещает стрелку пером. Запись показаний метеорологических приборов осуществляется на специальных бумажных диаграммных лентах, закрепляемых пружинным лентодержателем на барабане с часовым механизмом. Часовой механизм с механическим приводом заводится специальным ключом. Вращение барабана с надетой на него лентой происходит вокруг центральной неподвижной оси, закрепленной на основной плите прибора.

Отвод стрелки с пером от ленты для прекращения записи и съема ленты с барабана осуществляется поворотом специального рычага до упора в направлении против часовой стрелки. Опускание пера на ленту осуществляется обратным движением.

Приборы снабжены приспособлением, дающим возможность, не открывая крышки футляра, делать на диаграммной ленте отметки в виде засечек о времени наблюдения. Засечки наносят легким нажатием на кнопку, находящуюся на торцевой стенке футляра. Установка пера стрелки на требуемое деление диаграммной ленты по данным кон-

трольных приборов осуществляется вращением установочного винта.

7

Порядок выполнения работы

В процессе выполнения работы обучающиеся получают данные о

колебании средних значений температуры, относительной влажности и

атмосферного давления в помещении в течение 2-4 ч лабораторных за-

нятий.

Перед установкой метеорологических самопишущих приборов не-

обходимо на барабаны поставить свежие диаграммные ленты. Для это-

го, нажав на кнопку пружинного замка футляра, следует открыть крыш-

ку прибора, отвести стрелку с пером и снять барабан с центральной оси

и завести часовой механизм до отказа ключом. Затем нужно снять пру-

жинный лентодержатель, наложить на барабан новую ленту, предвари-

тельно записав на оборотной стороне дату и время установки. Левый

край ленты накладывают на правый, после чего накладывают лентодер-

жатель, зажимающий концы ленты. После этого барабан надевают на

ось. Затем следует проверить качество записи на ленте, при необходимости заполнить перо чернилами. Поворотом барабана часового механизма от руки его на делении диаграммной ленты, соответствующем данному момент времени.

Выполнив подготовительные работы, измеряют температуру. Относительную влажность воздуха и атмосферного давления в помещении психрометром Ассмана и барометром. Установочным винтом переводя перо со стрелкой на деления диаграммных лент, соответствующие параметрам воздушной среды в данный момент времени.

Результат измерений параметров воздушной среды записывают в таблицу 1. Отметку показаний самописцев производят каждые четверть часа в продолжение лабораторной работы. При последней отметке показаний самописцев производят контрольный замер параметров воздушной среды. Графы таблицы по обработке полученных данных заполняют после вычисления величины поправок к показаниям самописцев на основании контрольных замеров параметров воздушной среды.

Величину поправок к показаниям самописцев для первой отметки по показаниям психометра или барометра находят по формуле (°С, % или мб)

где С – последняя отметка по показаниям самописцев, °С, % или мб; К – температура, относительная влажность воздуха или атмосферное

давление в помещении по показаниям контрольного замера параметров воздушной среды психрометром Ассмана и барометром-анероидом, со-

ответственно °С, % или мб; n –количество отметок по показаниям само-

писцев (установочные параметры в число отсчетов не включаются).

8

По исправленным показаниям самописцев строят графики темпе-

ратуры, относительной влажности воздуха и атмосферного давления в

исследуемом помещении.

Таблица 1 – Результаты измерений параметров воздушной среды (микроклимата)

На основании полученных данных обучающиеся должны сделать выводы о соответствии температурно-влажностного режима в исследуемом помещении санитарным нормам, о допустимости величины измеренных колебаний температуры и влажности, о влиянии на изменение параметров воздушной среды количества занимающихся в помещении студентов и времени занятий, о влиянии на колебания температур- но-влажностного режима открываемых оконных и дверных проемов и т.п.

Лабораторная работа № 2 Тема: Изучение оптимальных, допустимых и расчетных парамет-

ров микроклимата для помещений различного назначения

Цель работы: 1. Изучить оптимальные, допустимые и расчетные параметры микроклимата для помещений различного назначения.

2. Определить расчетные параметры внутреннего воздуха

для проектирования систем отопления, вентиляции и кон-

диционирования помещения

9

Приборы и принадлежности: ГОСТ 30494, СанПиН 2.2.4.548,

СП 60.13330.

Теоретические предпосылки:

Параметры микроклимата при отоплении и вентиляции помеще-

ний следует принимать по ГОСТ 30494 и СанПиН 2.2.4.548 для обеспе-

чения метеорологических условий:

а) в холодный период года в обслуживаемой зоне жилых помеще-

ний температуру воздуха, минимальную из оптимальных температур;

б) в холодный период года в обслуживаемой или рабочей зоне об-

щественных, административно-бытовых и производственных помеще-

ний температуру воздуха, минимальную из допустимых температур;

в) для теплого периода года в помещениях с избытками теплоты

температуру воздуха в пределах допустимых температур, но не более

чем на 3ºС для производственных помещений выше расчетной температуры наружного воздуха (по параметрам А) и не более максимально допустимых температур по приложению 60.13330;

г) скорость движения воздуха в пределах допустимых норм; д) относительная влажность воздуха в пределах допустимых норм.

Параметры микроклимата при кондиционировании помещений следует принимать в пределах оптимальных норм по ГОСТ 30494 и

СанПиН 2.2.4.548.

Оптимальные параметры микроклимата – сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное тепловое состояние организма при минимальном напряжении механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80% людей, находящихся в помещении.

Допустимые параметры микроклимата – сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом

воздействии на человека могут вызвать общее и локальное ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности при усиленном напряжении механизмов терморегуляции и не вызывают повреждений или ухудшения состояния здоровья.

Порядок работы:

1. Определить оптимальные и допустимые параметров внутреннего воздуха для проектирования систем отопления, вентиляции и кондиционирования. Результаты свести в таблицу.

10