Метеорологические параметры воздуха помещений

Метеорологические параметры воздуха: температура, влагосодержание, относительная влажность, скорость движения воздуха и температура поверхностей, обращенных в помещение, — опре­деляют микроклимат помещений.

Требования к микроклимату помещений, предназначенных для постоянного или длительного пребывания людей обусловлены особенностями живого организма и определяют условия, обеспечивающие наиболее благопри­ятный отвод в окружающую среду вырабатываемых в организме теплоты, газовых и жидкостных выделений.

Человеческий организм представляет собой своеобразную термостатированную систему с внутренним источником теп­лоты. Тепловая энергия, выделяющаяся при экзотермических хи­мических реакциях, протекающих главным образом в скелет­ных мышцах и внутренних органах, используется человеческим организмом для поддержания внутренней температуры тела. Поскольку сохранение постоянства температуры тела является необходимым условием жизнедеятельности человека, физиоло­гический механизм терморегуляции должен обеспечивать равен­ство прихода и расхода теплоты:

Уменьшением или увеличением потока крови через кожный покров, а также усиленным или заторможенным обменом веществ (расходом энергии).

Благодаря автоматической терморегуляции организма человек приспосабливается к изменению параметров окружающего воздуха. Однако эта терморегуляция эффективна лишь при медленных и малых отклонениях параметров от нормальных, необходимых для хорошего самочувствия. При больших и быстрых отклонениях параметров воздушной среды нарушаются физиологические функции организма: терморегуляция, обмен веществ, работа сердечнососудистой и нервной системы и т.п. При этом могут наблюдаться и серьезные отклонения в организме человека. Например, у людей, попавших в условия «перегрева» повышается температура тела, резко снижается работоспособность, появляется повышенная раздражительность и т.п.

На диаграмме (рис.1) приведена зависимость производительности труда от изменения температуры окружающей среды. Как видим из графика, наблюдается резкое падение показателей производительности труда при превышении температуры более 26 °С.

Если выделение теплоты в организме зависит от интенсивнос­ти химических превращений пищевых веществ и обменных про­цессов, то расход теплоты осуществляется за счет теплоотдачи в окружающую среду. Равенство выделяющейся в организме че­ловека теплоты и теплоты отводящейся в окружающую среду обуславливает хорошее са­мочувствие человека и высокую работоспособность. Если тепло­продукция организма и потери теплоты не сбалансированы, то в организме могут наблюдаться накопление теплоты и повыше­ние температуры тела или, напротив, дефицит, приводящий к пе­реохлаждению организма. И то и другое приводит к ухудшению самочувствия, снижению работоспособности человека, ухудшает условия работы всех функциональных систем организма. Но и тогда, когда обеспечивается равенство вырабатываемой и отдава­емой в окружающую среду теплоты, хорошее самочувствие на­блюдается лишь при условии, если человеческому организму не приходится чрезмерно напрягать механизм терморегуляции.

Система терморегуляции позволяет в определенных пределах обеспечивать баланс продуцируемой и отводимой телом тепло­ты. Достигается это различной степенью напряжения терморегу­ляции. Например, рефлекторные реакции на воздействие холода направлены на сохранение теплоты, при этом кожные сосуды сужаются, вследствие чего теплоотдача человека уменьшается на 16-33 %, Защищаясь от чрезмерного нагрева, система терморегу­ляции усиливает потоотделение с кожного покрова человека, за счет чего увеличивается отдача теплоты в окружающую среду.

Отвод теплоты от человека в окружающую среду происходит по общим теплофизическим законам путем конвекции, излуче­ния и испарения.

Теплообмен конвекцией происходит вследствие обтекания тела человека воздухом. Интенсивность теплообмена конвекцией оп­ределяется разностью температур наружной поверхности тела че­ловека и воздуха, а также скоростью движения воздуха относи­тельно поверхности тела. Если считать, что температура поверх­ности тела человека постоянная, то интенсивность теплообмена человека с окружающей средой путем конвекции зависит от температуры воздуха и его подвижности. Если температура окружающего воздуха выше температуры поверхности тела, то повыше­ние скорости движения воздуха будет приводить к ухудшению теплового состояния человека вследствие притока теплоты извне к поверхности тела.

Теплообмен излучением определяется разностью четвертых степеней температур поверхности тела человека и окружающих его поверхностей (поверхностей ограждений помещения, предметов и оборудования, находящихся в нем).

Если считать температуру поверхности тела человека постоянной, то можно принимать интенсивность теплообмена излучением зависящим от температуры окружающих человека поверхностей. Если температура поверхности тела человека выше, чем температура окружающих поверхностей, происходит отдача теплоты в окружающую среду, при обратном соотношении теплота поступает от окружающих поверхностей к телу человека. При нормальном тепловом состоянии количество теплоты, отдавае­мой человеком за счет лучистого теплообмена, может достигать 40 % от общего теплоотвода.

Отвод теплоты от человеческого тела за счет испарения влаги с поверхности кожи и слизистых оболочек дыхательных путей определяется парциальным давлением водяного пара в окружающем воздухе и подвижностью воздуха. При одной и той же температуре интенсивность испарения тем больше, чем ниже относительная влажность воздуха. За счет испарения в нормальных условиях может отводиться до 35 % теплоты. Интенсивность этого вида отвода теплоты связана с теплообменом конвекцией и излучением. Если они затруднены, то под действием механизма терморегуляции усиливается потоотделение и за счет испарения влаги отводится теплота.

Таким образом, интенсивность теплообмена человека с окружающей средой определяется температурой, относительной влажностью, подвижностью воздуха и температурой окружающих человека поверхностей. Совокупность этих параметров окружающей человека среды называется микроклиматом помещений.

Нормальное тепловое состояние человека можно обеспечить различными комбинациями параметров окружающей среды. Например, если затруднен отвод теплоты конвекцией, то, понизив температуру окружающих поверхностей, можно увеличить лучи­стый теплообмен, обеспечив тем самым первоначальное тепловое ощущение. Путем повышения температуры окружающих поверхностей можно обеспечить нормальные условия отвода теплоты, а следовательно, и нормальное самочувствие человека при понижен­ной температуре воздуха и усиленной теплоотдаче конвекцией.

Таким образом, тепловой баланс в организме человека, а следовательно, и нормальное его самочувствие могут быть достигнуты при различных сочетаниях параметров окружающейчеловека среды. Однако существуют сочетания параметров, которые наиболее благоприятны для жизнедеятельности человека, сочетания, при которых тепловое состояние человека является комфортным. Комфортным называют такой комплекс параметров окружающей среды, при котором организм человека поддерживает свое тепловое равновесие при наименьшем напряжении системы терморегуляции. В комфортных условиях наблюдаются хорошее самочувствие и высокая работоспособность. Комфортные условия различны для людей, занятых трудом разной интенсивности.Поэтому параметры воздуха в помещениях нормируются с учетом назначения помещений и вида деятельности людей. Комфортные условия в помещениях зависят также от климата района и времени года.

Необходимо иметь в виду, что, хотя, теплоощущение и определяется перечисленными параметрами, не любое их сочетание обеспечивает комфортные условия. Каждый из этих параметров может быть изменен не произвольно, а только в некоторых определенных пределах, удовлетворяющих условиям комфортных теплоощущений.

Знание допустимых пределов колебаний температуры, влажности и подвижности воздуха позволяет регламентировать применение тех или иных типов СКВ.

Если человек не ощущает ни холода, ни перегрева, ни движения воздуха около тела, метеорологические кондиции окружающей его воздушной среды (с учетом температуры поверхности ограждений) считаются в тепловом отношении комфортными.

Метеопараметры в помещениях нормируют по оптимальным и допустимым значениям параметров.

Оптимальные и допустимые значения температуры, влажности и подвижности воздуха в рабочей зоне помещений нормируются в зависимости от времени года и категории работ (легкая, средней тяжести, тяжелая).

Оптимальными микроклиматическими условиями считаются такие сочетания параметров микроклимата, которые при длитель­ном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения терморегуляции. Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности.

Допустимыми микроклиматическими условиями считаются такие сочетания параметров микроклимата, которые при длитель­ном и систематическом воздействии на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функциональ­ного и теплового состояния организма и напряжение терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дис­комфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и пони­жение работоспособности.

Значения оптимальных и допустимых параметров микрокли­мата помещений приводятся в нормативной литературе.

Задача кондиционирования воздуха состоит в поддержании таких параметров воздушной среды, при которых каждый человек благодаря своей индивидуальной системе автоматической терморегуляции организма чувствовал бы себя комфортно, т.е. не замечал влияния этой среды.

С гигиенической точки зрения наиболее благоприятный уровень температуры, поддерживаемой в жилом помещении, составляет 22 °С, а допустимые колебания от 21 до 23 °С.

Дата добавления: 2014-12-26