Микроклимат в помещении. Нормирование параметров микроклимата

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Ростовский государственный строительный университет»

 

Утверждено на заседании кафедры

отопления, вентиляции и

кондиционирования 23 марта 2015 г.

 

Основы обеспечения микроклимата зданий (включая теплофизику здания)

Раздел 2 «Основы обеспечения микроклимата здания»

 

Методические указания

К проведению практических занятий, Часть 1

Для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01

«Строительство» профиля подготовки «Теплогазоснабжение и вентиляция»

 

Ростов-на-Дону

 

 

УДК 697.922

Основы обеспечения микроклимата зданий (включая теплофизику здания), раздел 2 «Основы обеспечения микроклимата здания»: методические указания к проведению практических занятий, часть 1 для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство» профиля подготовки «Теплогазоснабжение и вентиляция». – Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2015. – 48 с.

 

В части 1 методических указаний по ряду тем изучаемой дисциплины приводится краткая теоретическая часть, дающая определения основных понятий, основные формулы, пояснение к ним, задачи с примерами решений. Имеются приложения с данными из нормативной и справочной литературы, необходимыми для решения задач. Материалы по темам, не охваченным в данном практикуме, будут представлены в последующих частях.

Электронная версия методических указаний находится в ЭБС.

УДК 697.9

 

Составители:

канд. техн. наук, доц. Е.К.Глазунова,

техн. наук, доц. Т.А. Скорик

 

 

Редактор: в авторской правке

Темплан 2015 г., поз. 587

Подписано в печать 9.06.2015. Формат 60×84/16. Бумага писчая. Ризограф.

Уч.- изд. л.2,0 Тираж 3 экз. Заказ

Редакционно-издательский центр

Ростовского государственного строительного университета

344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162.

 

 

© Ростовский государственный

строительный университет, 2015

Микроклимат в помещении. Нормирование параметров микроклимата

В помещениях требуется поддерживать необходимые для людей и производственных процессов определенные условия микроклимата, которые характеризуются рядом факторов, основными из которых являются: температура воздуха t_в, ⁰С, относительная влажность воздуха φ, %, скорость (подвижность) воздуха, υ, м/с, температура ограждающих поверхностей, τ_п., ⁰С.

Самочувствие человека зависит от определенных сочетаний этих факторов, которые могут быть различными в зависимости от вида деятельности человека.

Все здания и сооружения в зависимости от характера жизнедеятельности человека, от вида технологических процессов, происходящих в них и основных требований строительных норм и правил разбиты по их назначению на четыре основные группы:

1. Жилые здания.

2. Общественные здания и сооружения.

3. Административные и бытовые здания.

4. Производственные здания.

Показатели микроклимата в помещениях регламентируются нормативными документами, используемыми для проектирования соответствующих зданий и сооружений: сводами правил (СП), санитарными правилами и нормами (СанПиН), межгосударственными стандартами (ГОСТ), отраслевыми документами.

Для жилых и общественных зданий ГОСТ 30494-2011 [2] регламентирует следующие параметры, характеризующие микроклимат помещений:

– температура воздуха;

– относительная влажность воздуха;

– скорость движения воздуха;

– результирующая температура помещения;

– локальная асимметрия результирующей температуры.

Результирующая температура помещения – комплексный показатель радиационной температуры помещения и температуры воздуха в помещении, определяемый следующим образом.

При скорости движения воздуха до 0,2 м/с результирующую температуру помещения t_п определяют по формуле

, (1.1)

где t_R – радиационная температура в помещении, ⁰С;

При скорости движения воздуха от 0,2 до 0,6 м/с

(1.2)

Радиационную температуру по температурам внутренних поверхностей ограждений и отопительных приборов определяют по формуле

, (1.3)

где А_i – площадь внутренней поверхности ограждений и отопительных приборов, м²;

τ_i – температура внутренней поверхности ограждений и отопительных приборов, ⁰С.

Для помещений производственных зданий СанПиН 2.2.4.548-96 [4] устанавливает следующие показатели, характеризующие микроклимат:

– температура воздуха;

– относительная влажность воздуха;

– скорость движения воздуха;

– температура поверхностей;

– интенсивность теплового облучения.

Кроме того для интегральной оценки тепловой нагрузки среды на рабочих местах рекомендуется учитывать индекс тепловой нагрузки среды (ТНС - индекс), под которым понимают сочетанное действие на организм человека параметров микроклимата (температура, относительная влажность, скорость движения воздуха, тепловое облучение), выраженное одночисловым показателем в ⁰С.

Параметры микроклимата устанавливаются для обслуживаемой зоны помещения (зоны обитания) в общественных и жилых зданиях и для рабочих мест производственных помещений.

Обслуживаемая зона помещения (зона обитания) – пространство в помещении, ограниченное плоскостями, параллельными полу и стенам: на высоте 0,1 и 2,0 м над уровнем пола (но не ближе, чем на 1 м от потолка при потолочном отоплении), на расстоянии 0,5 м от внутренних поверхностей наружных и внутренних стен, окон и отопительных приборов.

Рабочее место – участок помещения, на котором в течение рабочей смены или части ее осуществляется трудовая деятельность. Рабочим местом может являться несколько участков производственного помещения. Если эти участки расположены по всему помещению, то рабочим местом является вся площадь помещения.

Рабочая зона — пространство над уровнем пола или рабочей площадки высотой 2 м при выполнении работы стоя или 1,5 м — при выполнении работы сидя.

Нормативными документами устанавливаются оптимальные и допустимые микроклиматические условия в помещении для холодного и теплого периода года в зависимости от классификации помещений по категориям для жилых и общественных зданий и от категорий работ в производственных помещениях.

Оптимальные условия обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8 – часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.

Допустимые условия не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут приводить к возникновению общих и локальных ощущений теплового дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности.

Холодный период года – период, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха, равной 10⁰С и ниже [4,7].

Теплый период года – период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха выше 10⁰С [4,7]

В соответствии с [4] оптимальные величины показателей микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением.

Допустимые величины показателей микроклимата в производственных помещениях устанавливаются в тех случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономически обоснованным причинам не могут быть обеспечены оптимальные величины.

Численные значения параметров микроклимата помещений (кроме помещений, для которых метеорологические условия установлены другими нормативными документами) при отоплении и вентиляции следует принимать, как правило, по [1,2,4,7], руководствуясь при этом следующими указаниями [7]:

а) в холодный период года в обслуживаемой зоне жилых помещений температуру воздуха — минимальную из оптимальных температур по [2];

б) в холодный период года в обслуживаемой или рабочей зоне жилых зданий (кроме жилых помещений), а также общественных и административно-бытовых зданий или в рабочей зоне производственных помещений температуру воздуха — минимальную из допустимых температур при отсутствии избытков явной теплоты (далее — теплоты) в помещениях; экономически целесообразную температуру воздуха в пределах допустимых норм в помещениях с избытками теплоты. В производственных помещениях площадью более 50 м² на одного работающего следует обеспечивать расчетную температуру воздуха только на постоянных рабочих местах и более низкую (но не ниже 10 °С) температуру воздуха – на непостоянных рабочих местах;

в) в теплый период года в обслуживаемой или рабочей зоне помещений при наличии избытков теплоты - температуру воздуха в пределах допустимых температур, но не более чем на 3°С для общественных и административно-бытовых помещений и не более чем на 4°С для производственных помещений выше расчетной температуры наружного воздуха (параметры А) и не более максимально допустимой температуры по [7, приложению А] (приложение Е), а при отсутствии избытков теплоты — температуру воздуха в пределах допустимых температур.

г) скорость движения воздуха – в пределах допустимых норм;

д) относительную влажность воздуха – в пределах допустимых норм (при отсутствии специальных требований) по заданию на проектирование;

Параметры микроклимата или один из параметров допускается принимать в пределах оптимальных норм вместо допустимых, если это экономически обосновано, или по заданию на проектирование.

е) в холодный период года в помещениях отапливаемых зданий, кроме помещений, для которых параметры воздуха установлены другими нормативными документами, когда они не используются и в нерабочее время, можно принимать температуру воздуха ниже нормируемой, но не ниже:

15 °С — в жилых помещениях;

12 °С — в общественных и административно-бытовых помещениях;

5 °С — в производственных помещениях

Нормируемую температуру следует обеспечить к началу использования

помещения или к началу работы.

ж) в теплый период года метеорологические условия не нормируются в помещениях:

– жилых зданий;

– общественных, административно-бытовых и производственных в периоды, когда они не используются и в нерабочее время при отсутствии технологических требований к температурному режиму помещений;

и)параметры микроклимата при кондиционировании помещений (кроме помещений, для которых метеорологические условия установлены другими нормативными документами или заданием на проектирование) следует предусматривать для обеспечения параметров воздуха в пределах оптимальных норм:

– в обслуживаемой зоне жилых, общественных и административно-бытовых помещений – по [2] и [5];

– в рабочей зоне производственных помещений или отдельных их участков, а также на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением – по [1] и [4]. Относительную влажность воздуха в кондиционируемых помещениях допускается не обеспечивать по заданию на проектирование.

В местностях с расчетной температурой наружного воздуха в теплый период года (по параметрам Б) 30°С и более температуру воздуха в кондиционируемых помещениях следует принимать на 0,4 °С выше указанной в [1] и [2] на каждый градус превышения температуры наружного воздуха сверх температуры 30 °С, увеличивая также соответственно скорость движения воздуха на 0,1 м/с на каждый градус превышения температуры наружного воздуха. При этом скорость движения воздуха в помещениях в указанных условиях должна быть не более 0,5 м/с.

Один из параметров микроклимата допускается принимать в пределах допустимых норм вместо оптимальных при согласовании с органом санитарно-эпидемиологического надзора и по заданию на проектирование.

к)Для производственных помещений с полностью автоматизированным технологическим оборудованием, функционирующим без присутствия людей (кроме дежурного персонала, находящегося в специальном помещении и выходящего в производственное помещение периодически для осмотра и наладки оборудования не более двух часов непрерывно), при отсутствии технологических требований к температурному режиму помещений температуру воздуха в рабочей зоне следует принимать:

– в холодный период года и переходные условия при отсутствии избытков теплоты — 10°С, а при наличии избытков теплоты — экономически целесообразную температуру;

– в теплый период года при отсутствии избытков теплоты — равную температуре наружного воздуха (параметры А), а при наличии избытков теплоты — на 4 °С выше температуры наружного воздуха (параметры А), но не ниже 29 °С, если при этом не требуется подогрев наружного воздуха;

В местах производства ремонтных (кроме аварийных) работ (продолжительностью два часа и более непрерывно) следует обеспечивать передвижными установками параметры воздуха:

– минимально допустимые в холодный период года согласно пункту б;

– максимально допустимые в теплый период года согласно пункту в и [7, приложение А] (приложение Е).

Относительная влажность и скорость движения воздуха в производственных помещениях с полностью автоматизированным технологическим оборудованием при отсутствии специальных требований не нормируются.

л) в животноводческих, звероводческих и птицеводческих зданиях, сооружениях для выращивания растений, зданиях для хранения сельскохозяйственной продукции параметры микроклимата следует принимать в соответствии с нормами технологического и строительного проектирования этих зданий.

ПРИМЕРЫ:

ЗАДАЧА 1.1. Определить оптимальные и допустимые нормы микроклимата в холодный период в обслуживаемой зоне помещения (табл. 1.1).

 

Таблица 1.1 – Исходные данные к задаче 1.1

 

№ вар.	Наименование помещения	№ вар.	Наименование помещения
	Жилая комната		Зрительный зал клуба
	Кухня в жилом доме		Кружковая комната клуба
	Ванная комната		Кабинет врача
	Вестибюль в общежитии		Раздевалка в спорткомплексе
	Лестничная клетка в жилом доме		Процедурный кабинет поликлиники
	Помещение для отдыха в общежитии		Гардеробная в театре
	Жилая комната в доме для престарелых		Кабинет директора кинотеатра
	Помещение для занятий в общежитии		Бухгалтерия
	Межквартирный коридор		Фойе театра
	Зрительный зал кинотеатра		Вестибюль поликлиники
	Аудитория		Физиотерапевтический кабинет
	Читальный зал библиотеки		Спальня в детском саду
	Учебный класс в средней школе

 

Пример. Заданное помещение – читальный зал библиотеки.

Решение. В соответствии с ГОСТ 30494 (приложение А) помещение читального зала относится к 2 категории.

По таблице 2 ГОСТа 30494 (приложение Б):

оптимальные параметры: t = 19- 21⁰С, φ = 45-30%; t_п = 18-20⁰С; υ = 0,2 м/с;

допустимые параметры: t =18-23⁰С; φ = 60%; t_п = 17-22⁰С; υ = 0,3 м/с.

 

ЗАДАЧА 1.2 Определить оптимальные и допустимые нормы микроклимата на рабочем месте производственного помещения (таблица 1.2).

Таблица 1.2–Исходные данные к задаче 1.2

Вариант

Категория работ

Iа

Iб

IIа

IIб

III

Iа

Iб

IIа

IIб

III

Iа

Iб

Па

Период года

хол

тепл

хол

тепл

хол

тепл

хол

тепл

хол

тепл

хол

тепл

хол

 

Вариант

Категория работ

IIб

III

Iа

Iб

IIа

IIб

III

Iа

Iб

IIа

IIб

III

Период года

хол

тепл

хол

тепл

хол

тепл

хол

тепл

хол

тепл

хол

тепл

 

Пример. В заданном производственном помещении выполняемые работы относятся к IIа категории по уровню энергозатрат. Период года – холодный.

Решение. Оптимальные параметры микроклимата, определенные по таблице 1 СанПиНа 2.2.4.548-96 (приложение Г), составят: t = 19-21⁰С; τ_п = 18-22⁰С; φ = 60-40%; υ = 0,2 м/с.

Допустимые величины показателей микроклимата, определенные по табл. 2 СанПиНа 2.2.4.548-96 (приложение Д), составят:

t = 17-23⁰С; τ_п = 16-24⁰С; φ = 15-75%; υ = 0,1-0,3 м/с.

 

 

ЗАДАЧА 1.3 Определить радиационную температуру t_R,

результирующую температуру жилого помещения t_п для холодного периода года при заданной температуре наружных стен τ_с.н., окон τ_ок, потолка τ_пот, пола τ_пл, отопительных приборов τ_пр (таблица 1.3). Температуру внутренних стен τ_с.в. принять равной t_в.

Размеры помещения указаны на рисунке.

Площадь окна А_ок = 2,3м²; площадь поверх-

ности отопительного прибора А_пр = 1,1 м²

Рисунок 1.1 – К задаче 1.3

Таблица 1.3–Исходные данные к задаче 1.3

№ вар

τс.н,0С

τок,0С

τпт,0С

τпл,0С

τпр,0С

tв,0С

 

Продолжение таблицы 1.3

№ вар

τс.н,0С

τок,0С

τпт,0С

τпл,0С

τпр,0С

tв,0С

 

Пример. τ_с.н. = 12⁰С; τ_ок = 5⁰С; τ_пт = 14⁰С; τ_пл = 16⁰С; τ_пр = 40⁰С, t_в = 18⁰С

Решение. Площадь наружной стены А_с.н. = 6 · 3 – 2,3 = 15,7 м².

Площадь внутренних стен А_с.в. = 6 · 3 + 2(4 · 3) = 42 м²;

Площадь пола и потолка А_пл = А_пт = 6 · 4 = 24 м².

Радиационная температура по формуле (1.3) составит

Т.к. подвижность воздуха в жилом помещении менее 0,2, то результирующую температуру помещения определяем по формуле (1.1)

ЗАДАЧА 1.4 Сохраняя условия предыдущей задачи, принять напольное отопление вместо приборного, τ_пл = 26 ⁰С. Сравнить полученное значение t_п с нормируемой ГОСТом. При несоответствии требованиям предложить меры по приведению значения t_п к нормируемому.