2. Расчет внутренних условий в кондиционируемых помещениях

Расчетные внутренние условия выбирают в зависимости от назначения и времени года. Прежде всего учитывают назначение СКВ: обеспечение комфортных условий для пребывания людей или создания оптимальных условий для производственных процессов. Как правило, оптимальные условия для технологических процессов выбираются однозначными, независимо от внешних факторов: колебания параметров воздушной среды допускаются лишь в определенных пределах. При проектировании СКВ, предназначенных для обеспечения комфортных условий, необходимо учитывать комплекс факторов.

Одним из важнейших факторов являются характеристики климата района строительства зданий и сооружений. Если в соответствии с требованиями СНиП ІІ-33-75 для холодного и переходного периодов года (при температурах наружного воздуха ниже 10⁰С) следует принимать температуру воздуха в помещениях на уровне 21⁰С, то в теплый период температура внутреннего воздуха в соответствии с этими требованиями должна быть около 25⁰С. Относительная влажность воздуха установлена нормами в пределах 40-60%. По соображениям экономии энергии следует для летних условий выбирать возможно большее значение, для зимних более низкое.

Минимально допустимое значение температуры водуха в кондиционируемом помещении в теплый период года определяется физиологической реакцией организма человека на различие в температурах наружного и внутреннего воздуха. Поэтому в районах с сухим и жарким климатом температуру воздуха в помещениях во избежание простудных заболеваний принимают несколько выше, чем это рекомендуется нормами и, следовательно, ближе к наружной температуре.

На выбор внутренних параметров воздуха оказывает влияние также и нестационарность летних условий.

Важное значение имеет градация уровней требований к поддержанию тех или иных значений параметров среды, а также способ их обеспечения, характер работы, выполняемой человеком, и степень ее физической тяжести, длительность пребывания в помещении людей.

В зависимости от уровня требований, предъявляемых к внутренней воздушной среде, различают оптимальные и допустимые условия.

Допустимые условия, как правило, принимают в зданиях, оборудованных только системой вентиляции.

При устройстве регулируемых СКВ в качестве расчетных обычно устанавливают оптимальные условия. При этом в качестве расчетной температуры помещения t_пом принимают:

t_пом = 0,5 ( t_в + t_R ), (2.1)

где - t _в температура воздуха в помещении; t_R - радиационная температура помещения.

Во многих случаях температура воздуха и радиационная температура помещения мало отличаются друг от друга, вследствие чего часто считать t_{пом =} t_в. Это справедливо для помещений, в которых нет больших нагретых или охлажденных поверхностей. При наличии в помещении двух или более наружных ограждений или системы лучистого отпления-охлаждения при выборе расчетного значения t_в необходимо учитывать радиационную температуру t_R. Для этого необходимо использовать данные первого и второго условий комфортности в помещении для холодного и теплого периода года [4].

Если температура наружного воздуха t_н устойчиво превышает 30 ⁰С, то температуру помещения принимают:

t′_пом ≈ t _пом + 0,5 (t _н - 30). (2.2)

Вместе с тем необходимо учитывать длительность пребывания людей в помещениях. Тогда

t″_пом ≈ t _пом + (0,5 + С) (t _н - 30), (2.3)

где С – численный коэффициент, принимаемый равным: при продолжительности пребывания людей в помещении Z_преб до 1 ч С = 0,3; при Z_преб до 3 ч С = 0,1.

На выбор мощности СКВ оказывает влияние необходимая обеспеченность поддержания заданных внутренних параметров, которая характеризуется коэффициентом К_об [4]. Коэффициент К_об показывает долю случаев отсутствия отклонений заданных параметров от общего числа случаев их наблюдения либо долю времени, в течение которого не наблюдается отклонений параметров, от общей продолжительности того или иного расчетног сезона года. Тогда коэффициент обеспеченности, соответствующий доле случаев отсутствия отклонений, определяется выражением

К_об, _n = (N – n) / N, (2.4)

а соответствующий доле времени отсутствия отклонений – выражением

К_об, _{Δ Z} = (Z – Δ _Z ) / Z, (2.5)

где N – общее число случаев; n – число случаев отклонения условий от расчетных; Z – общая продолжительность периода; Δ _Z – продолжительность отклонения условий от расчетных.

Анализ требований, предъявляемых к среде помещений жилых и гражданских зданий, позволил установить значения коэффициентов обеспеченности для них и продолжительность допускаемых отклонений. Результаты этого анализа для летних условий представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Значения показателей требуемой обеспеченности

Характеристика помещений	Уровень требований	Коб, n	Δ Z, ч	К обΔ Z
Особо высокие требования к санитарно-гигиеническим условиям Круглосуточное пребывание людей или круглосуточный технологический процесс Ограниченное во времени пребывание людей Кратковременное пребывание людей	Повышенный Высокий Средний Низкий	Около 1 0,9 0,7 0,5	Около 0 50 200 400	Около 1 0,98 0,92 0,8

Воздушная среда промышленных зданий характкеризуется большим разнообразием требуемых параметров и допустимых диапазонов отклонений. При этом каждому уровню диапазона отклонений параметров от расчетных значений (обычно температуры) соответствует определенный уровень требований обеспеченности условий и, следовательно, определенное значение коэффициента обеспеченности К_об. Характеристика обеспеченности t_в для зданий промышленного назначения представлена в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Требования обеспеченности для промышленных зданий

Требования	Уровень требований	Допустимые амплитуды колебания tв		Коб, n
Технологические Оптимальные условия для работающих Допустимые условия для работающих	Повышенный Высокий Средний Высокий Средний Низкий		0,1 0,5 1 1 1,5 ≥ 2	Около 1 0,9 0,9 0,9 0,7

В табл. 2,3. приведены значения оптимальных параметров воздуха в теплый период года для некоторых помещений различного назначения (согласно [14])

Таблица 2. 4. Оптимальныевеличинытемпературы,относительной влажностии скорости движения воздуха в робочей зонепроизводственных помещений

Період року	Категорія робіт	Температура повітря, 0С	Відносна вологість, %	Швидкість руху, м/с
Холодний період року	Легка І а	22-24	60-40	0,1
	Легка І б	21-13	60-40	0,1
	Середньої важкості ІІ а	19-21	60-40	0,2
	Середньої важкості ІІ б	17-19	60-40	0,2
	Важка ІІІ	16-18	60.40	0,3
Теплий період року	Легка 1а	23-25	60-40	0,1
	Легка 16	22-24	60-40	0,2
	Середньої важкості ІІ а	21-23	60-40	0,3
	Середньої важкості ІІ б	20-22	60-40	0,3
	Важка ІІІ	18-20	60-40	0,4

Во многих случаях (в частности, при использовании вентиляции) оказывается достаточным поддерживать допустимые внутренние условия, которые могут отличаться от оптимальных по значениям основных параметров t_в и φ_в и по регламентируемым отклонениям от расчетных условий Δ t_в и Δφ_в.

Таблица 2.5.Допустимыевеличинытемпературы,относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений

Період року	Категорія робіт	Температура, °С				Відносна вологість (%) на робочих місцях – постійних і непостійних	Швидкість руху повітря (м/с) на будь-яких робочих місцях
		Верхня межа		Нижня межа
		На постійних місцях	На непостійних місцях	На постійних місцях	На непостійних місцях
Холодний період року	Легка І а	25	26	21	18	75	≤ 0,1
	Легка І б	24	25	20	17	75	≤ 0,2
	Середньої важкості ІІ а	23	24	17	15	75	≤ 0,3
	Середньої важкості ІІ б	21	23	15	13	75	≤ 0,4
	Важка ІІІ	19	20	13	12	75	≤ 0,5
Теплий період року	Легка І а	2Я	30	71	20	55 – при 23°С	0,2 - 0,1
	Легка І б	28	30	21	19	60 – при 27 °С	0,3 - 0,1
	Середньої важкості ІІ а	27	29	13	17	65 – при 26 °С	0,4 - 0,2
	Середньої важкості ІІ б	27	29	15	15	70 – при 25 °С	0,5 - 0,2
	Важка ІІІ	26	28-	15	13	75 – при 24 °С і нижче	0,6 - 0,5

В дальнейшем при изучении процессов кондиционирования воздуха (гл.ІV) с целью упрощения восприятия материала к рассмотрению приняты не зоны, а точки, соответствующие средним значениям параметров воздушной среды рабочей зоны помещений.