Для помещений и с помощью i-d диаграммы

И эквивалентно-эффективную температуры

Человеческий организм постоянно вырабатывает теплоту, которая должна отдаваться окружающей среде. В противном случае произойдет перегрев организма и ухудшение самочувствия. В особо тяжелых случаях перегрева (например, в «горячих цехах» металлургического и иных производств) может произойти так называемый «тепловой удар», сопровождающийся потерей сознания и судорогами.

Различают три категории видов трудовой деятельности:

а) при легком труде полное потребление кислорода менее 0.5 л/мин, не более чем в 2 раза превышает его потребление в состоянии покоя, а полная теплопродукция организма не превышает 175 Вт. К этой категории относят сидячую работу.

б) в случае труда средней степени тяжести потребление кислорода в 2-4 раза превышает его потребление в состоянии покоя, составляя 0,5-1 л/мин, полная теплопродукция составляет 175-300 Вт. К этой категории относят немеханизированный труд, рукоделие и т.д.

в) при тяжелом труде полное потребление кислорода в 4-8 раз превышает его потребление в состоянии покоя, составляя 1-2 л/мин, полное производство теплоты составляет 350-700 Вт.

Отдача тепла происходит путем излучения и конвекции. Теплота расходуется также на испарение с поверхности кожи, нагрев вдыхаемого воздуха и принимаемой пищи. В случае нормального теплообмена все вырабатываемое тепло отдается окружающей среде, система терморегуляции не испытывает напряжения и свое самочувствие человек оценивает как комфортное. Интенсивность теплоотдачи определяется совместным действием температуры, относительной влажности и подвижности окружающего воздуха, а также температурой поверхностей ограждений помещения.

Наиболее важные сочетания параметров воздуха и окружающей среды:

- температура воздуха и окружающих поверхностей, оценивается результирующей температурой;

- температура воздуха и относительная влажность воздуха, оцениваются эффективной температурой;

- температура воздуха, скорость воздушного потока, относительная влажность воздуха, оцениваются эквивалентной эффективной температурой.

Кроме того, теплоотдача организма определяется сочетаниями параметров:

- температура воздуха, окружающих поверхностей, скорость воздушного потока;

- температура воздуха, окружающих поверхностей, скорость воздушного потока, относительная влажность воздуха.

Результирующая, эффективная, эквивалентная эффективная температуры используются в действующих нормативно-технических документах или являются основой для выбора расчетных параметров воздушной среды помещения.

Межгосударственный стандарт ГОСТ 30494-96 «Здания жилые общественные. Параметры микроклимата в помещениях» предусматривает применение двух разновидностей шарового термометра:

- обычный шаровой термометр для измерения результирующей температуры; в виде зачерненной снаружи (степень черноты 0,95) полой сферы, изготовленной из меди или другого теплопроводного материала, внутри которой помещен либо стеклянный термометр, либо термоэлектрический преобразователь;

- шаровой термометр для определения «локальной асимметрии результирующей температуры», вызванной наличием в помещении поверхностей с высокими температурами; прибор изготавливается в виде полой сферы, у которой одна половина имеет зеркальную поверхность (степень черноты не выше 0,05), а другая — зачерненную поверхность (степень черноты не ниже 0,95).

Этот стандарт нормирует внутренний микроклимат в жилых и общественных зданиях по четырем параметрам: температуре воздуха, результирующей температуре, относительной влажности и скорости движения воздуха.

В США Американским обществом по отоплению и вентиляции (ASHRAE) были произведены многочисленные исследования самочувствия человека при различных сочетаниях температуры, относительной влажности и скорости воздуха. Опыты проводились над людьми, одетыми в обыкновенную одежду, или обнаженными до пояса. Производились опрос и регистрация мнений о самочувствии при воздействии искусственно создаваемых температуре, относительной влажности и подвижности воздуха. Выполненные исследования явились основой учения об эквивалентных и эквивалентных эффективных температурах.

Эффективная температура — это температура насыщенного водяными парами неподвижного воздуха, вызывающего такое же тепловое ощущение, как ненасыщенный неподвижный воздух при исследуемой температуре.

Эквивалентная эффективная температура — температура насыщенного водяными парами воздушного потока определенной скорости, который вызывает такое же тепловое ощущение, как и воздушный поток ненасыщенного воздуха.

На рис. 4.1 представлена диаграмма эффективной и эквивалентной эффективной температуры для легко одетого человека по данным Хьюстена, Яглоу и Мюллера. На диаграмме указаны температурные шкалы по сухому и мокрому термометрам и поле эффективных температур, линии равных скоростей (изотахи) соответствующие различным значениям скорости воздуха. Поле кривых эффективных температур имеет собственную шкалу температур по сухому термометру, которой пользуются при определении эффективных эквивалентных температур.

Рис. 4.1 Диаграмма эффективной и эквивалентной эффективной температуры для легко одетого человека по данным Хьюстена, Яглоу и Мюллера

Следует отметить, что этой эффективной температуре могут отвечать бесчисленное количество комбинаций температуры и относительной влажности воздуха. Проведем через полученную точку t_Эффект = 18°С любую прямую до пересечения со шкалами температур по сухому и мокрому термометрам. Например ту же эффективную температуру имеет воздух при температурах сухого термометра 19°С и мокрого термометра 16°С. Указанные значения температур сухого и мокрого термометров имеет воздух с относительной влажностью равной с_р = 74%.

Пример 4.1. Воздух с температурой по сухому термометру t_cyx= 18°С и относительной влажностью φ = 50% движется со скоростью 2 м/с. Барометрическое давление 99325 Па (745 мм рт. ст.). Определить эквивалентную эффективную температуру.

Решение. По I-d диаграмме находим соответствующую температуру мокрого термометра 13,7 °С. Зная параметры по сухому и мокрому термометрам проводим прямую, соединяющую t_cyx и t_мокp и на ней находим точку, отвечающую скорости 2 м/с. Эта точка указывает величину эффективной эквивалентной температуры, равную 14,7°С.

Здоровье человека зависит также от содержания вредных паров, газов и пыли в воздухе помещения. Концентрация этих веществ в рабочей зоне помещений ограничивается предельно — допустимой концентрацией или ПДК.

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) равна концентрации химического соединения, которая при ежедневном, в течение длительного времени воздействии на организм не вызывает в нем каких-либо патологических изменений или заболеваний, обнаруживаемых современными методами исследования. Изложенные выше краткие сведения о гигиенических основах нормировании параметров внутренней среды будут полезны будущим инженерам в области теплогазоснабжения и вентиляции.

Дата добавления: 2014-12-10