1.2. Микроклимат помещения и системы его обеспечения

Около 80% своей жизни человек проводит в помещении: жилых и общественных» производственных зданиях, транспорте. Здоровье и работоспособность человека в значительной степени зависят от того, насколько помещение в санитарно-гигиеническом отношении удовлетворяет его физиологическим требованиям.

Под микроклиматом помещения понимается совокупность теплового, воздушного и влажностного режимов в их взаимосвязи. Основное требование к микроклимату - поддержание благоприятных условий для людей, находящихся в помещении. Для нормальной жизнедеятельности и хорошего самочувствия человека должен быть тепловой баланс между теплотой, вырабатываемой организмом, и теплотой, отдаваемой в окружающую среду. Интенсивность теплоотдачи человека зависит от микроклимата помещения требуемый микроклимат в помещении создается следующими системами инженерного оборудования зданий: отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Системы отопления служат для создания и поддержания в помещениях в холодный период года необходимой температуры воздуха, регламентируемой соответствующими нормами. Таким образом, они позволяют разрешить лишь одну из задач по созданию и обеспечению микроклимата в помещении - необходимого теплового режима.

В тесной связи с тепловым режимом помещений находится воздушный режим, под которым понимают процесс обмена воздухом между помещениями и наружным воздухом. Системы вентиляции предназначены для удаления из помещений загрязненного и подачу в них чистого воздуха. При этом расчетная температура внутреннего воздуха не должна меняться. Система вентиляции состоит из устройств для нагревания, увлажнения и осушения приточного воздуха и очистки удаляемого воздуха.

Системы кондиционирования воздуха являются более совершенными средствами создания и обеспечения в помещениях улучшенного микроклимата, т.е. заданных параметров воздуха: температуры, влажности и чистоты при допустимой скорости движения воздуха в помещении независимо от наружных метеорологических условий и переменных по времени вредных выделений в помещениях. Системы кондиционирования воздуха состоят из устройств термовлажностной обработки воздуха, очистки его от пыли, биологических загрязнений и запахов, перемещения и распределения воздуха в помещении, автоматического управления оборудованием и аппаратурой.

ЛЕКЦИЯ 2

2.1. Тепловой баланс помещения

В помещениях зданий в холодный период года создают и поддерживают тепловой режим, соответствующий требованиям технологического процесса. При этом тепловой режим в помещениях бывает постоянным и переменным в зависимости от назначения здания.

К зданиям с постоянным тепловым режимом относятся жилые и подобные здания; производственные здания с непрерывной работой, лечебные и детские учреждения, гостиницы и т.д.

Постоянный тепловой режим в помещениях перечисленных зданий поддерживают круглогодично в течение всего отопительного сезона в соответствии с требованиями теплового комфорта и технологических процессов. В одних зданиях для этого постоянно отапливают помещения, в других используют тепловые выделения и к дополнительному обогреванию помещений не прибегают. Чтобы определить, требуется ли отопление и какой мощности, сопоставляют теплопотери и теплопоступления в расчетном установившемся режиме. Уравнивание теплопоступлений (включая теплопоступление от отопительной установки) и теплопотерь называют сведением теплового баланса помещений. В производственных помещениях принимают в расчет интервал технологического цикла с наименьшими тепло выделениями. Для гражданских зданий (кроме жилых) обычно принимают, что в помещениях отсутствуют люди, нет искусственного освещения и других источников тепло выделений.

Если теплопотери превышают внутреннее тепловыделение, то отопление необходимо. Разность между этими величинами определяет дефицит теплоты и, следовательно, тепловую мощность отопительной установки для компенсации теплонедостатка в помещении:

Qот = Qпот – Qвыд, Вт (2.1)

При действии системы отопления такой мощности в помещениях будут обеспечиваться тепловые балансы и поддерживаться заданные тепловые условия.

Если в здании, обычно производственном, теплопотери меньше тепловыделений, то отапливать помещения не нужно. В этом случае теплоизбытки ассимилируются приточной вентиляцией.

К зданиям с переменным тепловым режимом относятся производственные здания с одно- и двухсменной работой; вспомогательные здания предприятий обслуживания населения, административные, торговые и т.д.

Тепловые условия в помещениях перечисленных зданий поддержива­ют только в рабочее время - по требованиям теплового комфорта и технологических процессов. В нерабочее время допускают понижение температуры помещений вплоть до минимальных тепловых условий, обеспечивающих сохранность строений, оборудования, приборов, коммуникаций (обычно принимают не ниже +5°С).

Для этих зданий, прежде всего, выявляют, требуется ли постоянно отапливать помещения. Если в рабочее время теплопотери превышают теплопоступления, то тепловую мощность отопительной установки вычисляют по выражению (2.1). В нерабочее время используют имеющуюся установку, если она имеет достаточную мощность для поддержания минимально допустимой температуры помещений и "натопа" перед началом работы. Возможно также применение специальной отопительной установки, так называемого "дежурного отопления". Тепловую мощность установки дежурного отопления Опот определяют в соответствии с теплопотерями Опот при пониженной температуре помещений в этот период времени:

Qд.от.=Qпот, Вт (2.2)

При тепловыделениях в рабочее время, превышающих теплопотери, постоянного отопления не требуется. Однако необходима установка дежурного отопления для нерабочего периода времени, мощность которой определяют по выражению(2.2) с запасом, достаточным для быстрого "натопа" помещений перед началом работы. Дежурного отопления не предусматривают вообще, если расчетная наружная температура в данной местности tн.б выше -5°С.

Теплопотери в помещениях связаны с теплопередачей через наружные ограждения Оогр теплозатратами на нагревание наружного воздуха, поступающего через открываемые ворота, двери и другие проемы и неплотности в ограждениях Он,(в том числе инфильтрующегося воздуха), а также на нагревание поступающих извне материалов Qмат , изделий, транспорта. Технологические процессы могут быть связаны с испарением жидкостей и другими реакциями, сопровождающимися теплопоглощением Qтепл Кроме того, при подаче воздуха для вентиляции помещений с пониженной против температурой расходуется теплота на нагревание этого воздуха Qвет. Итак:

Qпот=Qогр+Qн+Qмат+Qтезн+Qвент+….+Qп, Вт (2.3)

Далеко невсегда имеются различного рода теплопотери, вошедшие в выражение (2.3). В жилых зданиях, например, учитывают только теплопотери через ограждающие конструкции и теплозатраты на нагревание наружного воздуха, потсупающего в помещения путем инфильтрации или для вентиляции.

Теплопоступления в помещения происходят вследствие выделения теплоты людьми Ол , теплопроводами и нагревательным технологическим оборудованием (трубы, печи, приборы) Qоб источниками искусственного освещения и работающим электрическим оборудованием Oэл, нагретыми материалами и изделиями Омат. Теплота может выделяться при технологических процессах Отезн. Таким образом:

Овыд=Ол+Ооб+Оэл+Омат+Отехн+……+Оп, Вт (2.4)

И здесь могут быть приняты в расчет не все перечисленные источники тепло выделений. В жилых зданиях, например, во внимание принимают так называемые бытовые теплопоступления.

Баланс составляют по так называемой явной теплоте, вызывающей изменения температуры помещения.