Определить зависимость теплового баланса человека от определяющих метеорологических параметров воздуха (температуры воздуха, радиационной температуры, парциального давления водяных паров), тяжести выполняемых работ и термического сопротивления одежды. Исходные данные для решения задачи приведены в таблице 8.
Оценка теплоощущений человека при изменении микроклимата в помещении производится по методике уравнения теплового баланса человека, предложенной О.Фангером [15]:
,
где Dq – избыточная (недостаточная) теплота человека, которая может быть либо положительной, либо отрицательной, т.е. тело человека либо накапливает теплоту, либо отдает больше чем получает, Вт/м2;
M – метаболическая теплота (теплопродукция, энергозатраты) человека, величина которой зависит от тяжести выполняемых работ, Вт;
FT – расчетная площадь поверхности взрослого человека, принимается равной 1,75 м2;
h - тепловой коэффициент потерь метаболической теплоты;
qд – скрытая теплота диффузии пара через поры кожи. Вт/м2;
qи – скрытая теплота испарения с поверхности кожи вследствие потоотделения, Вт/м2;
qя,д – явная теплота, отдаваемая с выдыхаемым воздухом, Вт/м2;
qс.д – скрытая теплота, отдаваемая с выдыхаемым воздухом, Вт/м2;
qк – теплоотдача конвекцией, Вт/м2;
qр – теплоотдача излучением, Вт/м2.
Энергозатраты человека зависят от тяжести выполняемых работ. Они могут быть определены по таблице 7 приложения.
Таблица 8. Исходные данные к решению задачи
№ варианта | Вид деятельности человека | Температура в помещении, °С | Подвижность воздуха в помещении, м/с | Тип одежды работающего |
Состояние покоя | 0,2 | Теплая эимняя | ||
Легкие работы I-а | 0,3 | Теплая традиционная | ||
Легкие работы I-б | 0,4 | Деловой костюм | ||
Средней тяжести II-а | 0,5 | Теплая эимняя | ||
Средней тяжести II-б | 0,6 | Легкая летняя | ||
Тяжелые работы III | 0,6 | Легкая специальная | ||
Состояние покоя | 0,5 | Деловой костюм | ||
Легкие работы I-а | 0,4 | Легкая специальная | ||
Легкие работы I-б | 0,3 | Легкая летняя | ||
Средней тяжести II-а | 0,2 | Легкая специальная |
Для определения теплоотдачи через кожу путем диффузии используется формула Дальтона
,
где r – теплота испарения влаги при температуре тела 35°С принимается равной Дж/кг;
m – постоянная кожи при тепловом комфорте, равная , ;
PВ – парциальное давление водяных паров в воздухе, кПа, которое может быть определено по таблице 9 приложения.
Для определения парциального давления водяных паров, кПа, при влаговыделениях через поры используют эмпирическую формулу Банхиди
,
где tт – средняя температура тела человека, °С, которая определяется
по формуле О. Фангера: .
Теплоту, отдаваемую испарением с поверхности кожи определяют по эмпирической формуле О. Фангера:
qи = 0,49
Скрытая теплота, отдаваемая человеком с выдыхаемым воздухом:
qс.д = V B.B (dB.B-dB),
где V B.B - количество выдыхаемого воздуха, кг/с м2, которое может быть найдено по эмпирической формуле
VB.B=0,166×10-5 ,