Глава II

РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО

ВОЗДУХА

§ 1. Расчетные параметры наружного воздуха

Режим работы систем кондиционирования во мно­гом зависит от состояния воздуха земной атмосферы (наружной климат) и в кондиционируемом помещении (внутренний климат или микроклимат). При расчете систем учитывают параметры наружного и внутреннего воздуха. Расчетные параметры наружного воздуха определяют по результатам многолетних метеорологических наблюдений, а параметры внутреннего воздуха — в зависимости от назначения помещения.Существующими нормами предусмотрены три группы расчетных параметров наружного воздуха: А, Б и В. Расчетными параметрами группы А для теплого периода года являются средняя температура воздуха в 13 ч самого жаркого месяца н энтальпия, определяемая при этой температуре н средней относительной влажности воздуха в 13 ч самого жаркого месяца; а для холодного периода года—средняя температура воздуха в 13 ч самого холодного месяца и энтальпия, определяемая при этой температуре и средней относительной влажности воздуха в 13 ч самого холодного месяца. При определении расчетных параметров для теплого периода года необходимо соблюдать условие, согласно которому более высокие значения температуры и энтальпии наружного воздуха, чем принятые, в данном географическом районе должны быть не более 400 ч. В качестве расчетных параметров наружного воздуха группы Б для холодного периода года принимают среднюю температуру самой холодной пятидневки и энтальпию воздуха, соответствующую этой температуре и средней относительной влажности воздуха самого холодного месяца в 13 ч. Для теплого периода года параметры соответствуют температуре воздуха, более высокое значение которой в данном географическом пункте наблюдается не более 220 ч в году, и энтальпии воздуха, более высокое значение которой наблюдается не более 200 ч в году. В качестве расчетных параметров наружного воздуха группы В принимают для холодного периода года абсолютную минимальную температуру и энтальпию воздуха, соответствующую этой температуре и средней относительной влажности воздуха самого холодного месяца в 13 ч; для теплого периода года—абсолютную максимальную температуру и соответствующую этой температуре энтальпию, зарегистрированные наблюдениями за многолетний период в данном географическом пункте.

Расчетные параметры группы А наружного воздуха используют при проектировании систем общеобменной вентиляции, предназначенных для удаления избытков тепла и влаги, в том числе при проектировании систем вентиляции с испарительным (изоэнтальпическим) охлаждением воздуха (с распылением воды непосредственно в помещениях, воздуховодах или камерах орошения); расчетные параметры группы Б—при проектировании систем кондиционирования воздуха, а также при проектировании систем воздушного отопления и воздушно-тепловых завес (для холодного периода года); расчетные параметры группы В—только в исключительных случаях при проектировании систем кондиционирования воздуха в соответствии со специально обоснованными требованиями. Расчетные параметры группы Б наружного воздуха приведены в приложении V (по СНиП 11-33—75).

§ 2. Микроклимат кондиционируемых помещений. Микроклиматом кондиционируемого помещения называют состояние динамического равновесия между внешними и внутренними поступлениями тепла и влаги в помещение и циркуляционными потоками воздуха, которые целенаправленно создаются системой кондиционирования. Основными параметрами микроклимата помещений являются температуры внутреннего воздуха и поверхности конструкций, ограждающих помещение от внешней среды, влажность и скорость движения воздуха в помещении. За расчетную внутреннюю температуру t_в принимают температуру воздуха в помещении на высоте 1,5 м от пола и не ближе 1 м от наружной стены. В остальных точках помещения температура воздуха отличается от расчетной и зависит от разности между температурами наружного и внутреннего воздуха, внутреннего воздуха и поверхности ограждений, а также от суммарной площади теплопередающей поверхности наружных ограждений, интенсивности солнечной радиации, высоты помещений, способа распределения приточного воздуха в помещении и др. Температура и влажность внутреннего воздуха, характер их изменения в связи с периодами года и особенностями процессов, происходящих в помещениях, явля-

ются важнейшими факторами, влияющими на находящихся в помещении людей. Температура внутренних поверхностей конструкций, ограждающих помещение (радиационная температура tрад), также существенно влияет на состояние людей, поскольку значительная часть потерь тепла организмом человека происходит излучением (примерно 45—60% от суммарных потерь тепла). При расчетах теплового баланса учитывают среднюю температуру поверхности конструкций, ограждающих помещения.

На скорость движения воздуха менее 0,08 м/с организм человека не реагирует. Скорость движения воздуха более 0,3 м/с создает ощущение сквозняка. Для холодного периода за максимальную скорость движения воздуха рекомендуется принимать не более 0,1— 0,15 м/с и для теплого—не более 0,25 м/с.

Сочетание перечисленных параметров (температура воздуха tв в помещении, температура поверхностей конструкций, ограждающих помещения, tрад, относительная влажность воздуха в скорость движения воздуха ), обусловливающих наилучшее самочувствие человека, называют комфортными условиями. Соответствующую комфортным условиям область параметров называют зоной комфорта. К показателям, позволяющим измерять комфортные условия, относят эффективные, эквивалентно-эффективные и радиационно-эффективные температуры. Эффективной температурой называют температуру, которая соответствует температуре неподвижного насыщенного влагой воздуха, вызывающего у человека тепловое ощущение, аналогичное тому, которое он испытывает в окружающей его воздушной среде, характеризуемой определенными температурой и относительной влажностью. Соотношения температуры и относительной влажности воздуха, определяемые эффективной температурой, устанавливают опытным путем. На основе полученных данных строят номограммы или графики эффективных температур, на которые наносят зону комфорта. Показатель комфортных условий, учитывающий наряду с температурой и относительной влажностью скорость движения воздуха, называют эквивалентно-эффективной температурой.

Номограмма для определения эффективных и эквивалентно-эффективных температур приведена на рис. 5. На номограмме нанесены зоны комфорта, представляющие собой совокупность значений эквивалентно-эффективных температур, при которых человек не испытывает неприятных тепловых ощущений. Из номограммы видно, что одни и те же комфортные условия можно получить различными сочетаниями температур воздуха по сухому и мокрому термометрам и скорости движения воздуха. Но для увеличения охлаждающего эффекта воздуха и сохранения комфортных условий при повышении температуры по сухому термометру необходимо уменьшить

относительную влажность (температуру воздуха по мокрому термометру) и скорость его движения. Область параметров, расположенную выше точки, в которой сходятся все кривые постоянной скорости движения воздуха, называют зоной обратного нагревания, так как при температуре tc >36°С возникает противоположный эффект воздействия окружающей среды на организм человека, т. е. нагревающий. Область параметров, расположенную левее шкалы температуры по сухому термометру, называют зоной обратного охлаждения. Наличие такой зоны можно объяснить увеличением потерь тепла телом человека вследствие конвекции (при температуре по сухому термометру меньше 10° С потери тепла из-за испарения влаги составляют всего лишь 12% и менее от суммарных потерь тепла телом человека).

Из номограммы также видно, что увеличение скорости движения воздуха свыше 1,5 м/с существенно не влияет на характер теплообмена между телом человека и окружающей средой. Поэтому расстояние между кривыми постоянной скорости резко уменьшается.

На номограмму нанесены зоны комфорта для теплого и холодного периодов года. Зоны учитывают комфортные условия для одетых по сезону людей, находящихся в относительно спокойном состоянии (выполняющих легкую работу или не работающих физически). Смещение зоны комфорта для холодного периода в область более низких температур по сравнению с зоной комфорта для теплого периода года объясняется влиянием более теплой зимней одежды. Для теплого периода максимум комфорта находится между 21 и 22° С, для холодного— между 18 и 19° С.

Номограммы эффективных температур и эквивалентно-эффективных температур не учитывают влияния радиационного теплообмена (теплообмен, вызванный разностью между температурами тела человека и конструкций, ограждающих помещения) на тепловое ощущение человека. Это влияние отражается с помощью номограмм радиационно-эффективных температур, графиков, таблиц и поправочных коэффициентов, учитывающих его обычно в виде зависимости температуры внутреннего воздуха от температуры внутренних поверхностей конструкций, ограждающих помещения.

Ниже приведены значения температуры tв, принимаемой в качестве расчетной температуры внутреннего воздуха, в зависимости от tрад

tв,°С 16 17 18 1920 21 tрад,°С 20 19,2 18,5 18 17,5 16,8

Из приведенных данных видно, что для того, чтобы температура внутреннего воздуха соответствовала зоне комфорта, необходимо с понижением температуры tрад повышать температуру tв, и наоборот. Влияние температуры поверхности конструкций, ограждающих помещения, на комфортные условия учитывают также следующим образом. Если температура поверхности конструкций, ограждающих помещения, незначительно (до 3" С) выше температуры воздуха tв кондиционируемого помещения, то вблизи конструкций (на расстоянии до 3 м)' значение температуры воздуха tв в кондиционируемом помещении, полученное по номограмме эквивалентно-эффективных температур, уменьшают на 1,1° С на каждый градус разности между температурами tв и tрад. Если температура tрад ниже температуры (не более, чем на 3° С), то температуру воздуха вблизи ограждающих конструкций (на расстоянии до 3 м) повышают по сравнению с температурой, полученной по номограмме эквивалентно-эффективных температур на 1,1° С на каждый градус разности. Рассмотренные способы оценки комфортных условий не учитывают характер и категорию работы, выполняемой рабочим, продолжительность пребывания его в помещении и др. Поэтому отклонения комфортной температуры от температур, определяемых с помощью этих способов, могут достигать ± 1,5° С и более.