Комфортные условия для человека в помещении

Комфортными считаются такие сочетания (зона комфорта) показателей микроклимата, при которых сохраняется тепловое равновесие в организме человека и отсутствует напряжение в его системе терморегуляции. Они могут быть оптимальными и допустимыми. Допустимыми являются такие метеорологические условия, при которых возникает некоторая напряженность процесса терморегуляции и имеет место небольшая (допустимая) дискомфортность для человека тепловой обстановки в помещении.

Деятельность человека обычно связана с частью объема помещения (обслуживаемой или рабочей зоной). Требуемые внутренние условия должны быть обеспечены системой отопления и теплозащитой ограждений именно в этой зоне.

Ощущение температурного комфорта зависит от темпе­ратуры окружающего воздуха и температуры поверхностей, обращенных в помещение. Когда температуры воздуха t_B и поверхностей t_R равны, в помещении имеется температурный уровень или «температура помещения» t_П равная этой температуре. В этих условиях t_П=t_В=t_R. Опытами установлено, что для приблизительного соблюдения усло­вий температурного комфорта понижению температуры воздуха должно соответствовать определенное повышение температуры поверхностей.

Учитывая наличие такой связи, удобно характеризовать условия в помещении «температурой помещения», понимая под ней такую одинаковую температуру воздуха и поверхностей, при которой теплоотдача человеком будет такая же, как и при заданных неравных температурах воздуха и поверхностей.

Для наиболее распространенных помещений (с небольшой подвижностью и влажностью внутреннего воздуха и малой относительной площадью нагретых и охлажденных поверхностей) t_п принимают приблизительно равной среднеарифметическому значению t_B и t_R:

(2.2)

Температурную обстановку в помещении можно определить двумя условиями комфортности.

Первое условие комфортности температурной обстановки устанавливает зону сочетаний t_B и t_R, при которых человек, находясь в середине помещения (обслуживаемой зоны), не испытывает чувства перегревания или переохлаждения.

Для холодного периода года первое условие записывают в виде

	(2.3)

где t_П(И) - нормируемое значение t_П соответствующее комфортным условиям при разной интенсивности (И) выполняемой физической работы. При спокойном состоянии человека t_П(И) равно около 23°С; для помещений, где человек выполняет легкую работу – 21, работу средней тяжести – 18,5 и тяжелую работу – 16 °С.

Уравнение (2.3) определяет осредненную температурную обстановку в помещении. С его помощью можно, например, определить, какая должна быть температура воздуха, если известны радиационная температура и назначение поме­щения. Заметная разница между t_В и t_R возникает при панельном (лучистом) или воздушном (конвективном) отоп­лении, а также при сильно развитых холодных поверхностях наружных ограждений в помещении (две и более наружные поверхности). В остальных случаях можно считать, что t_П приблизительно равна t_B. Поэтому, согласно СНиП, назначение отопления сводится к обеспечению в помещениях расчетной температуры воздуха, допустимые значения которой даны в нормах. Так, для жилых, общественных и административно-бытовых помещений «допустимые нормы температуры воздуха» в холодный и переходный периоды года равны 18 22°С.

Для помещений, где t_B не равна t_П, нормируемые значения температуры следует считать значениями t_П.

Кроме общего теплового баланса, на тепловое самочувствие человека в значительной степени влияют условия, в которых находятся отдельные части тела. Существенно сказываются на ощущении комфортности обстановки тепловые условия, в которых находятся голова и ноги человека. Голова человека чувствительнее к радиационному перегреву и переохлаждению, а для ног важны температура поверхности пола, с которой они непосредственно соприкасаются, и наличие холодных токов воздуха вдоль пола.

Второе условие комфортности температурной обстановки определяет допустимые температуры нагретых и охлажденных поверхностей при нахождении человека на границах обслуживаемой зоны помещения, т. е. в непосредственной близости от этих поверхностей.

Для предупреждения радиационного перегревания или переохлаждения человека поверхности потолка и стен могут быть нагреты до допустимой температуры

(2.4)

,

или охлаждены до допустимой температуры

	(2.5)

,

где – коэффициент облученности с поверхности наиболее невыгодно расположенной элементарной площадки на голове в сторону нагретой или охлажденной поверхности.

Допустимая температура нагретого пола принимается в зависимости от назначения и особенностей режима работы помещения. Температура холодного пола зимой может быть ниже температуры воздуха на 2-2,5°С. Следует иметь в виду, что тепловое ощущение человека и потери теплоты ногами зависят не только от температуры, но и от свойств теплоусвоения покрытия пола.

Оптимальные и допустимые метеорологические условия в обслуживаемой зоне жилых, общественных и административно-бытовых помещений устанавливаются СН 245-71 и СНиП 2.04.05-86 и по ГОСТ 12.1.005-88 в рабочей зоне производственных помещений. В холодный период года оптимальная температура воздуха составляет, °С: для легкой работы 20-23, для работы средней тяжести 17-20, для тяжелой работы 16-18; допустимые температуры равны соответственно 19-25, 15-23 и 13-19°С. Для теплого периода года оптимальные температуры воздуха для указанных категорий работ составляют соответственно 22-25, 21-23 и 18-21 °С. Максимально допустимая температура воздуха в рабочей зоне равна 28°С и лишь при расчетной температуре наружного воздуха больше 25°С допускается до 33°С.

Оптимальные значения относительной влажности воздуха нормируются в диапазоне 40-60%. Оптимальные скорости воздуха в помещении для холодного периода года принимаются 0,2-0,3, а для теплого 0,2-0,5 м/с.

При комфортных условиях теплоотдача, т.е. конвективный теплообмен, составляет 14-30% от общей величины теплообмена и зависит от разности температуры тела человека и внутреннего воздуха, а также от подвижности воздуха в помещении. В жилых помещениях для обеспечения комфортных условий, т.е. теплообмена конвекцией в указанных пределах (до 30%), должна поддерживаться температура от 18 до 28°С и подвижность воздуха пределах от 0,1 до 0,3 м/с.

Теплообмен излучением, т.е. лучистый теплообмен, являющийся доминирующим и колеблющийся при оптимальных условиях в пределах от 44-65 % от общей величины теплообмена, определяется разностью температуры внутренних поверхностей помещения и поверхности тела человека и зависит от расположения и размеров нагретых поверхностей.

Контрольные вопросы

1. Что понимается под микроклиматом помещения?

2. Приведите уравнение теплового баланса человека в помещении.

3. Назовете основные факторы, определяющие характер теплообмена человека с окружающей средой.

4. Какими параметрами оцениваться характеристики микроклимата помещения?

5. В чём суть понятия «температура помещения»?

6. Дайте определение понятия «рабочая зона помещения».

7. Какие условия являются комфортными в помещении?

8. Сформулируйте первое и второе условия комфортности.

Дата добавления: 2015-05-26