Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Брянская государственная

инженерно-технологическая академия»

Кафедра «Строительное производство»

Методические указания

для лабораторных занятий по дисциплине

«Теоретические и практические основы

управления микроклиматом в помещениях»

для студентов очной формы обучения

по профилю подготовки «Городское строительное хозяйство» направления 270800 «Строительство»

Брянск 2013

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Брянская государственная

инженерно-технологическая академия»

Кафедра «Строительное производство»

Утверждены научно-методическим советом БГИТА

протокол №

Д.А. Викторов

Методические указания

для лабораторных занятий по дисциплине

«Теоретические и практические основы

управления микроклиматом в помещениях»

для студентов очной формы обучения

по профилю подготовки «Городское строительное хозяйство» направления 270800 «Строительство»

Брянск 2013

Составители:

Викторов Д.А., старший преподаватель кафедры «Строительное производство»

Рецензент:

Плотников В.В., д.т.н., зав. кафедрой «Строительное производство»

Рекомендовано учебно-методической комиссией строительного факультета, протокол №

Содержание

	Введение	6
1	Определение и анализ параметров микроклимата помещений	7
2	Измерение скорости воздушного потока в помещении	10
3	Определение количества теплоты, отдаваемой системой отопления в помещении	12
4	Определение требуемой толщины для наружной стены утеплителя здания	16
5	Составление энергетического паспорта здания	18
6	Расчет срока окупаемости дополнительного утепления ограждающих конструкций	21
7	Определение оптимальных размеров здания по минимуму теплопотерь	23
8	Расчет солнечных коллекторов	24
	Рекомендуемая литература	26
	Приложение А Форма для заполнения энергетического паспорта	27

Введение

Методические указания содержат методику проведения лабораторных занятий по определению и анализу параметров микроклимата помещений.

Одной из основных задач дисциплины «Теоретические и практические основы управления микроклиматом в помещениях» является знакомство студентов с практически применимыми и экономически целесообразными решениями и схемами, а также изучение методов технико-экономического обоснования плановых и проектных решений.

Кроме того, немаловажное значение имеет получение студентами знаний о современных технологиях использования нетрадиционных источников энергии и возобновляемых ресурсов.

Навыки, полученные студентами при решении учебных задач, могут пригодиться им в дальнейшей профессиональной деятельности.

Лабораторная работа № 1

Определение и анализ параметров микроклимата помещений

Цель работы: определить параметры микроклимата в обслуживаемой (рабочей) зоне помещения и дать оценку условий комфортности в нем.

Основные теоретические сведения.

Интенсивность теплоотдачи человека зависит от микроклимата помещения, характеризующегося следующими параметрами:

- температурой внутреннего воздуха t_в, °C;

- радиационной температурой помещения (осредненной температурой ограждающих поверхностей) t_р, °C;

- скоростью движения (подвижностью) воздуха υ_в, м/с;

- относительной влажностью воздуха φ_в, %.

Сочетание этих параметров микроклимата, при которых сохраняется тепловое равновесие в организме человека и отсутствует напряжение в его системе терморегуляции, называют комфортными или оптимальными. Кроме оптимальных различают допустимые сочетания параметров микроклимата, при которых человек ощущает небольшой дискомфорт. СНиП 2.04.05-91 [4] установлены нормы оптимальных и допустимых условий в обслуживаемой зоне жилых и общественных зданий (табл. 1.1 и 1.2).

Таблица 1.1 – Оптимальные параметры микроклимата жилых и общественных зданий

Период года	Температура воздуха,  С	Относительная влажность воздуха, %, не более	Скорость движения воздуха, м/с, не более
Теплый	20-25	30-60	0,25
Холодный и переходные условия	20-22	30-45	0,2

Таблица 1.2 – Допустимые параметры микроклимата жилых и общественных зданий

Период года	Температура воздуха, С	Относительная влажность воздуха, %, не более	Скорость движения воздуха, м/с, не более
Теплый	Не более чем на 3 С выше расчетной температуры наружного воздуха2	654	0,5
Холодный и переходные условия	183-22	65	0,2

Примечания. ¹Нормы установлены для людей, находящихся в помещении более 2 ч непрерывно. ²Но не более 28 С для общественных и административно-бытовых помещений с постоянным пребыванием людей и не более 33 С для указанных зданий, расположенных в районах с расчетной температурой наружного воздуха 25 С и выше. ³Не ниже 14 С – для общественных и административно-бытовых помещений с пребыванием людей в уличной одежде. ⁴Допускается принимать до 75 % в районах с расчетной относительной влажностью воздуха более 75 %.

Радиационная температура помещения приближенно может быть оценена как осредненная температура всех излучающих поверхностей в помещении:

, (1.1)

где t_пов.i, А_i – соответственно температура, °С, и площадь внутренних поверхностей, м², ограждений помещения; n – число всех поверхностей.

Тепловые условия в помещении зависят главным образом от t_в и t_р, то есть от его температурной обстановки, которую принято характеризовать двумя условиями комфортности.

Первое условие комфортности температурной обстановки определяет такую область сочетаний t_в и t_р, при которой человек, находясь в центре обслуживаемой зоны, не испытывает ни охлаждения, ни перегрева.

Для холодного периода года первое условие характеризуется формулой

, (1.2)

где t_п = 21 °С при легкой работе; t_п = 18,5 °С при работе средней тяжести; t_п = 16 °С при тяжелой работе.

Второе условие комфортности определяет допустимые температуры поверхностей при нахождении человека в непосредственной близости от них. Математически это условие можно выразить неравенством:

, (1.3)

где – допустимая температура поверхности, находящейся вблизи человека, °С; j – коэффициент облученности, который можно приближенно определить по формуле:

(1.4)

где – характерный размер поверхности площадью A_n, м²; х – кратчайшее расстояние от головы человека до излучающей поверхности, м.

Порядок выполнения работы.

Исследования микроклимата проводятся непосредственно в помещении учебной лаборатории или других помещениях. Для проведения измерений требуются следующие приборы:

- пирометр или термощуп для измерения температуры поверхностей;

- термогигрометр для измерения температуры и влажности в помещении;

- анемометр для измерения скорости движения воздуха;

- лазерный дальномер, измерительная линейка или рулетка.

Определение температуры и влажности в помещении. С помощью соответствующих приборов не менее 3-х раз измеряют температуру и влажность воздуха в обслуживаемой зоне помещения. Результаты измерений заносят в табл. 1.3, вычисляют средние значения температуры воздуха t_в и относительной влажности воздуха φ_в. Анализируют полученные результаты и делают вывод о соответствии температуры и влажности воздуха нормируемым значениям (табл. 1.1 и 1.2).

Таблица 1.3 – Результаты измерений температуры и относительной влажности помещения

Номер измерения	Температура tв,°C	Относительная влажность φв, %
1 2 …
Средние значения

Проверка первого условия комфортности. Измеряют площади ограждений помещения и температуру внутренних поверхностей всех ограждений помещения не менее чем в 5 точках для каждого ограждения. Результаты измерений заносятся в табл. 1.4. По формуле (1.1) вычисляют радиационную температуру в помещении и сравнивают ее с допустимыми значениями, рассчитанными по формуле (1.2).

Таблица 1.4 – Результаты измерений размеров и температуры поверхностей ограждения помещения

Наименование и размер поверхности ограждения a x b, м	Площадь поверхности ограждения Аi, м	Температура поверхности ограждения в разных точках, °С					Средняя температура поверхности ограждения ti ср, oC
		1	2	3	4	5
НС ОК ОП Пл Пт ВС1 …

Примечание: НС – наружная стена, ОК – окно, ОП – отопительный прибор, Пл – пол, Пт – потолок, ВС – внутренняя стена.

Проверка второго условия комфортности. По формулам (1.3) и (1.4) рассчитывают коэффициент облученности j и допустимые значения температур ограждающих поверхностей , °С, принимая х = 0,5 м.

Делают вывод о соответствии температуры прибора и поверхности (табл. 4) допустимому интервалу температур по второму условию комфортности.

Лабораторная работа № 2