Практическая работа № 3 Микроклимат закрытых помещений
Цель работы: оценить влияние процессов жизнедеятельности человека на параметры микроклимата закрытых помещений.
Задания:
1. Найти на сколько градусов может подняться температура в помещении объемом V, в котором Ν людей выполняют работу с небольшим физическим напряжением.
2. Рассчитать по критерию содержания углекислого газа проверить, достаточно ли неорганизованной природной вентиляции с кратностью обмена воздуха К в помещении объемом V, где работают Ν человек.
Общие положения
Метеорологические условия на рабочих местах определяются интенсивностью теплового облучения, температурой воздуха, относительной влажностью и скоростью движения воздуха, температурой поверхности.
Человек в процессе труда постоянно находится в состоянии теплового взаимодействия с окружающей средой. Для нормального протекания физиологических процессов в организме человека требуется поддержание практически постоянной температуры его внутренних органов (приблизительно 36,6 С). Способность человеческого организма к поддержанию постоянной температуры называется терморегуляцией. Терморегуляция достигается отводом выделяемого организмом тепла в процессе жизнедеятельности в окружающее пространство.
Постоянное отклонение от нормальных параметров микроклимата приводит к перегреву или переохлаждению организма и связанными с ними негативными последствиями: при перегреве – к обильному потоотделению, учащению пульса и дыхания, резкой слабости, головокружению, появлению судорог, а в тяжёлых случаях возникает тепловой удар.
При переохлаждении возникают простудные заболевания, хронические воспаления суставов, мышц и др.
При температуре воздуха до +30°С отдача тепла с тела осуществляется за счет конвекции и излучения. При Т > 30 С большая часть тепла отдается путем испарения. Повышенная влажность (>75%) затрудняет терморегуляцию, т.к. уменьшает испарение.
Особо опасна высокая температура при повышенной влажности. Наступает утомление, расслабление, потеря внимания.
Движение воздуха улучшает терморегуляцию при работе, т.к. увеличивается отдача тепла конвекцией, но при низкой температуре это уже неблагоприятный фактор.
Таким образом, для теплового самочувствия человека важно определенное сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха на рабочем месте.
Оптимальные метеоусловия:
влажность воздуха – 40 - 60 %;
скорость воздуха 0,1 – 0,5 м/с зимой и в два раза выше летом;
давление воздуха – 760 мм ртутного столба;
оптимальное значение температуры +20°С (зависит от сезона и тяжести работы).
Мероприятия по оздоровлению воздушной среды - механизация и автоматизация, герметизация, вентиляция, кондиционирование, тепловые экраны, воздушные и водяные завесы, отопление, индивидуальные средства защиты, организация рационального отдыха, в горячих цехах снабжение рабочих подсоленной питьевой или газированной водой.
Методические указания для проведения расчета по заданию 1.
Найти на сколько градусов может подняться температура в помещении объемом V, в котором Ν людей выполняют работу с небольшим физическим напряжением. Кратность обмена воздуха при неорганизованной природной вентиляции равняется К. Теплоемкость воздуха С=1370 Дж/кг К, а его плотность ρ=1,2 кг/м3.
Для выполнения этого задания принимаем, что сначала в помещении была температура такая же, как и внешне (летний период) и она поднялась до температуры воздуха, который выделяется из помещения.
Количество тепла, которое выделяется из помещения за один час, равняется:
, (1)
где W – суммарное напряжение источников выделения тепла, Вт;
Ν – количество источников выделения тепла (количество людей в помещении);
g – мощность выделения тепла одной особой, которая изменяется в пределах от 100 до 230 Вт в зависимости от физического напряжения.
Это тепло идет на нагревание воздуха, которое было в помещении объемом V, и нагревание воздуха, которое попало в помещение за один час. Таким образом, за это время объем воздуха, который нагрелся до температуры Т2, составляет V + КV.
Количество тепла, которое идет на нагревание воздуха с теплоемкостью С и массой от температуры Т1 до температуры Т2 определяется по формуле:
, (2)
Объем воздуха связан с его массой известной формулой:
,
(3)
где ρ – плотность воздуха.
Приравнивая правые части равнений, которые описывают количество выделенного тепла и тепла, которое пошло на нагревание воздуха, находим разницу температур:
,
(4)
Например, пусть в помещении объемом 250 м3 находятся 20 человек, которые выполняют легкую физическую работу. Кратность обмена воздуха равняется 0,75. Подставив числовые значения величин в формулу 4, имеем:
ºC
Таблица 7
Варианты индивидуальных заданий 1
№ варианта |
Объем помещения V, м3 |
Количество особ, N |
Кратность обмена воздуха, К |
|
1 |
2 |
3 |
1 |
260 |
20 |
0,50 |
2 |
270 |
15 |
0,55 |
3 |
280 |
25 |
0,60 |
4 |
290 |
20 |
0,65 |
5 |
300 |
15 |
0,70 |
6 |
290 |
25 |
0,75 |
7 |
280 |
30 |
0,80 |
8 |
270 |
25 |
0,85 |
9 |
260 |
20 |
0,90 |
10 |
250 |
30 |
0,95 |
11 |
240 |
35 |
1,00 |
12 |
250 |
25 |
0,95 |
13 |
260 |
25 |
0,90 |
|
1 |
2 |
3 |
14 |
270 |
30 |
0,85 |
15 |
280 |
25 |
0,80 |
16 |
390 |
30 |
1,50 |
17 |
405 |
25 |
1,55 |
18 |
420 |
35 |
1,60 |
19 |
435 |
30 |
1,65 |
20 |
450 |
25 |
1,70 |
21 |
435 |
35 |
1,75 |
22 |
420 |
40 |
1,80 |
23 |
405 |
35 |
1,85 |
24 |
390 |
30 |
1,90 |
25 |
375 |
40 |
1,95 |
26 |
360 |
45 |
2,00 |
27 |
375 |
35 |
1,95 |
28 |
405 |
35 |
1,90 |
29 |
420 |
40 |
1,85 |
30 |
435 |
35 |
1,80 |