Вследствие особенностей климата на большей части территории страны человек проводит в закрытых помещениях до 80% времени. Для создания нормальных условий его жизнедеятельности необходимо поддерживать в этих помещениях строго определенный тепловой режим.
Под микроклиматом понимается совокупность теплового, воздушного влажностного режимов и их взаимосвязь.
Для нормальной жизнедеятельности человека должен быть тепловой баланс, между теплотой вырабатываемой организмом и теплотой отдаваемой в окружающую среду.
Интенсивность теплоотдачи человека зависит от микроклимата помещения, характеризуется температурой внутреннего воздуха tв и радиационной tR, скоростью движения (подвижностью) и относительной влажностью воздуха jв. Сочетание этих параметров микроклимата, при которых сохраняется тепловое равновесие в организме человека и отсутствует напряжение в его системе терморегуляции, называется комфортными или оптимальными сочетаниями.
Кроме оптимальных различают допустимые сочетания микроклимата, при которых человек может испытывать небольшой дискомфорт.
Тепловые условия в помещении зависят главным образом от tв и tR, т.е. от его температурной обстановки, которую принято характеризовать двумя условиями комфортности.
Первое условие комфортности определяет такую область сочетаний tв и tR, при которых человек находясь в центре рабочей зоны не испытывает ни перегрева, ни переохлаждения.
Радиационная температура в помещении tR, °С, определяется по формуле:
, (4.1)
где - коэффициент излучения с поверхности тела человека в сторону окружающих поверхностей;
τвп(i) – температура окружающих поверхностей, °С.
Зависимость между tR и tв в холодный период можно выразить как:
(4.2)
где tп - температура помещения, равная tп =(tв +tR)/2, °C:
- при спокойном состоянии человека tп = 23°C;
- при легкой работе – tп = 21°С;
- при умеренной работе – tп = 18,5°С;
- при тяжелой работе – tп = 16°С.
Зависимость между tR и tB в теплый период можно записать как:
(4.3)
где tп – то же, что и уравнение (4.2):
- при спокойном состоянии человека tп = 26°С;
- при умеренной работе – tп = 24°C;
- при тяжелой работе – tп = 22°С).
Расчетные значения tB определяются назначением помещений:
- в жилых помещениях tB = 18°C, при температуре наружного воздуха (холодной пятидневки) txп ниже -31°С tв= 20°C;
- на лестничной клетке tB = 1б°С;
- в кухне tв = 18°C;
- в помещениях детских и больничных учреждений tв=18÷25°C;
- в служебных помещениях tв = 16÷18°С.
Второе условие комфортности определяют допустимые температуры нагретых и охлажденных поверхностей при нахождении человека в непосредственной близости от них.
– Из уравнения лучистого теплообмена при контакте человека с окружающими поверхностями допустимая температура нагретой поверхности в помещении , °С, для холодного периода года определится как:
(4.4)
где – коэффициент излучения с поверхности тела человека в сторону нагретых поверхностей.
– В теплый период года температура нагретых поверхностей должна быть не более:
(4.5)
– Допустимая температура холодной поверхности в холодный период года, определяемая выражением:
(4.6)
что обеспечивает условие недопустимости конденсации влаги на внутренней поверхности наружных ограждений.
– Допустимая температура на внутренней поверхности окна:
(4.7)
– В практике строительства, особенно с применением систем напольного панельно-лучистого отопления, необходимо учитывать, что ноги человека особенно чувствительны к переохлаждению и перегреву поверхности пола. Допустимая температура поверхности пола τпл, °С, зависит от tв, °С, и на высоте 1 м составляет:
(4.8)
Предельные значения τпл для голой ноги составляют 32÷33°С, для обуви с тонкой подошвой 36÷38°С, для обуви с толстой подошвой 45÷48°С.
В связи с этим не рекомендуется располагать панели для охлаждения помещения в теплый период года в плоскости пола.
– Для восприятия комфортных условий важна климатическая адаптация человека, его привычки. Например, американцы считают комфортной температуру на 3°С выше, чем англичане и французы.
– Для человека оказывается полезным изменение температуры в течение дня, что связано с изменением интенсивности обмена веществ и с особенностью деятельности человека. Например, в учреждениях в зимнее время считается полезным иметь утром температуру 19°С, повышая её к полудню до 21°С и после обеда понижать её до 18°С.
Основные нормативные требования к микроклимату содержатся в санитарных нормах 245-71 в СНиП II-3-79* и в ГОСТ 12.1.005-88. При определении расчетных метеорологических условий в помещении надо учитывать:
1) расчетные параметры воздуха нормируются в зависимости от периода года: теплый – со среднесуточной температурой наружного воздуха более +8°C, холодный – со среднесуточной температурой наружного воздуха менее +8°С, переходный – среднесуточная температура наружного воздуха равна +8°С;
2) по интенсивности труда все виды работ делятся на 3 категории с затратой энергии соответственно:
- легкие до 172 Вт;
- средние 172÷293 Вт;
- тяжелые более 293 Вт;
3) в зависимости от интенсивности явных тепловыделений выделяют 3 группы помещений:
- с незначительными тепло избытками явной теплоты (до 23 Вт/м3);
- со значительными избытками явной теплоты (более 23 Вт/м3);
- жилые, общественные, вспомогательные помещения промзданий, при всех значениях явной теплоты.
Явная теплота – теплота, поступающая в рабочее помещение от оборудования, отопительных приборов, от людей и других источников тепла.
Под избытком явной теплоты понимают остаточное количество явной теплоты (за вычетом тепло потерь) после осуществления всех мероприятий по их уменьшению.
4) оптимальное значение относительной влажности воздуха нормируется в диапазоне от 40 до 60 %;
5) оптимальная скорость воздуха в помещении для холодного периода года принимается 0,2÷0,3 м/с; для теплого периода 0,2÷0,5 м/с.