Микроклимат помещений

Параметры - температура окружающих предметов и интенсивность физического нагревания организма характеризуют конкретную производственную обстановку и отличаются большим разнообразием. Остальные параметры - температура, скорость, относительная влажность и атмосферное давление окружающего воздуха - получили название параметров микроклимата.

Параметры микроклимата воздушной среды, которые обуславливают оптимальный обмен веществ в организме и при которых нет неприятных ощущений и напряжённости системы терморегуляции организма, называют комфортными или оптимальными.

Условия, при которых нормальное тепловое состояние человека нарушается, называются дискомфортными. Методы снижения неблагоприятных воздействий в первую очередь производственного микроклимата осуществляются комплексом технологических, санитарно-технических, организационных и медико-профилактических мероприятий: вентиляция, теплоизоляция поверхностей источников теплового излучения (печей, трубопроводов с горячими газами и жидкостями), замена старого оборудования на более современное, применение коллективных средств защиты (экранирование рабочих мест либо источников, воздушные душирования и т.д.) и др.

Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение нормальных условий в помещениях, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека. Метеорологические условия или микроклимат, зависят от теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий отопления и вентиляции.

Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделением теплоты в окружающую среду. Её количество зависит от степени физического напряжения в определённых климатических условиях и составляет от 85 дж/с (в состоянии покоя) до 500 дж/с (при тяжёлой работе). Теплоотдача организма человека определяется температурой окружающего воздуха и предметов, скоростью движения и относительной влажностью воздуха. Для того, чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду. Нарушение теплового баланса может привести к перегреву либо к переохлаждению организма и как следствие к потере трудоспособности, быстрой утомляемости, потери сознания и тепловой смерти.

Одним из важных показателей теплового состояния организма является средняя температура тела (внутренних органов) порядка 36,5С. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении физической работы. При выполнении работы средней тяжести и тяжёлой при высокой температуре воздуха температура тела может повышаться от нескольких десятых градуса до 1…2 град. С. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек +45С., минимальная +25С. Основную роль в теплоотдаче играет температурный режим кожи. Её температура меняется в довольно значительных пределах и при нормальных условиях средняя температура кожи под одеждой составляет 30…34С. При неблагоприятных метеорологических условиях на отдельных участках тела она может понижаться до 20С., а иногда и ниже.

Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией в результате омывания тела воздухом, теплопроводностью, излучением на окружающие поверхности и в процессе теплообмена при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами и при дыхании.

Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей (до 1%, в т.ч. 0,4…0,6 NaCl). При неблагоприятных условиях на производстве потеря жидкости - 8-10 литров за смену и в ней до 60 гр. поваренной соли (всего в организме около 140 гр. NaCl). Потеря крови лишает кровь способности удерживать воду и приводит к нарушению деятельности сердечнососудистой системы. Также при высокой температуре легко расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки, что также может привести к негативным последствиям.

Считается допустимым для человека снижение его массы на 2-3% путём испарения влаги - обезвоживание организма. Обезвоживание на 6% ведёт за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения; испарение влаги на 15-20% приводит к смертельному исходу.

Для восстановления водного баланса работающих в условиях повышенной температуры устанавливают пункты подпитки подсоленной (около 0,5% NaCl) газированной водой. В ряде случаев для этой цели применяют белково-витаминный напиток. В жарких климатических условиях рекомендуется пить охлаждённую воду или чай.

Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение человека полностью воспринимается окружающей средой, т.к. тогда имеет место тепловой баланс. В этом случае температура внутренних органов остаётся постоянной. Если теплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей среде, происходит рост температуры внутренних органов, и такое тепловое самочувствие характеризуется понятием «жарко». Перегревание приводит к гипертермии - перегреванию организма выше допустимого уровня (до 38-39С.), с такими же симптомами, как и у теплового удара. В случае, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем её воспроизводит человек, то происходит охлаждение организма (холодно). Длительное воздействие пониженной температуры, большая подвижность и влажность воздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлаждения организма - гипотемии.

Теплоизоляция человека, находящегося в состоянии покоя (отдых сидя или лёжа), от окружающей среды приводит к повышению температуры внутренних органов уже через 1 час на 1,2С. Теплоизоляция человека, производящего работу средней тяжести, вызовет повышение температуры уже на 5С. и вплотную приблизится к максимально допустимой.

Тепловое самочувствие человека, тепловой баланс в системе человек - среда зависит от температуры окр. среды, подвижности и относительной влажности воздуха, атмосферного давления, температуры окружающих предметов и интенсивности физического нагревания организма. Воздействие слишком низких температур может привести к отморожению тканей человека, а воздействие слишком высоких температур - к ожогам.

3. Вентиляция и кондиционирование

Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность.

Для поддержания параметров микроклимата на уровне, необходимом для обеспечения комфортности и жизнедеятельности, применяют вентиляцию помещений, где человек осуществляет свою деятельность. Оптимальные параметры микроклимата обеспечиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры - обычными системами вентиляции и отопления.

Система вентиляции представляет собой комплекс устройств, обеспечивающих воздухообмен в помещении, т.е. удаление из помещения загрязнённого, нагретого, влажного воздуха и подачу в помещение свежего, чистого воздуха. По зоне действия вентиляция бывает общеообменной, при которой воздухообмен охватывает всё помещение, и местное, когда обмен воздуха осуществляется на ограниченном участке помещения. По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции.

Система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания, называется естественной вентиляцией.

Для постоянного воздухообмена, требуемого по условиям поддержания чистоты воздуха в помещении, необходима организованная вентиляция, или аэрация. Аэрацией называется организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и дверей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра).

Основным достоинством естественной вентиляции является возможность осуществлять большие воздухообмены без затрат механической энергии. Естественная вентиляция, как средство поддержания параметров микроклимата и оздоровления воздушной среды в помещении, применяется для непроизводственных помещений - бытовых (квартир) и помещений, в которых в результате работы человека не выделяется вредных веществ, избыточной влаги или тепла.

Вентиляция, с помощью которой воздух подаётся в помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов, с использованием специальных механических побудителей, называется механической вентиляцией. Наиболее распространённая система вентиляции - приточно-вытяжная, при которой воздух подаётся в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно. Приточный и удаляемый вентиляционными системами воздух, как правило, подвергается обработке - нагреву или охлаждению, увлажнению или очистке от загрязнений. Если воздух слишком запылён или в помещении выделяются вредные вещества, то в приточную или вытяжную систему встраиваются очистные устройства.

Механическая вентиляция имеет ряд преимуществ по сравнению с естественной вентиляцией: большой радиус действия вследствие значительности давления, созданного вентилятором; возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры наружного воздуха и скорости ветра; подвергать вводимый в помещение воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению подогреву или охлаждению; организовывать оптимальные воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам; улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращения их распределения по всему объёму помещения, а также возможность очищать загрязнённый воздух перед выбросом его в атмосферу. К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость её сооружения и эксплуатации и необходимостью проведения мероприятий по борьбе с шумовым загрязнением.

Для создания оптимальных метеорологических условий в первую очередь в производственных помещениях применяют наиболее совершенный вид вентиляции - кондиционирование. Кондиционированием воздуха называется его автоматическая обработка с целью поддержания в производственных помещениях заранее заданных метеорологических условий, независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения. При кондиционировании автоматически регулируется температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещения в зависимости от времени года, наружных метеорологических условий и характера технологического процесса в помещении. В ряде случаев могут проводить специальную обработку: ионизацию, дезодорацию, озонирование и т.д. Кондиционеры бывают местными - для обслуживания отдельных помещений, комнат, и центральными - для обслуживания групп помещений, цехов и производств в целом. Кондиционирование воздуха значительно дороже вентиляции, но обеспечивает наилучшие условия для жизни и деятельности человека.

4. Отопление

5. Тепловлажностный и воздушный режим зданий. Методы и средства его обеспечения

Микроклимат помещений, теплообмен человека и условия комфортности.

Комплекс инженерных средств и устройств по обеспечению требуемых метеоусловий в помещениях называется системой кондиционирования микроклимата (СКМ) здания. Этот комплекс инженерных средств должен обеспечивать требуемый тепловой режим здания. Тепловым режимом здания называют совокупность факторов и процессов, которые под влиянием внешних, внутренних воздействий и инженерных устройств формируют тепловую обстановку в его помещениях.

Здоровье, самочувствие и работоспособность человека в значительной степени зависят от санитарно-гигиенической обстановки в помещении, которая должна удовлетворять его физиологическим требованиям. Санитарно-гигиеническая обстановка в помещении определяется ее микроклиматом. Микроклимат помещения создается совокупностью теплового, воздушного и влажностного режимов в их взаимодействии. Микроклимат помещений должен обеспечивать благоприятные условия для людей, находящихся в помещении, и требования технологического процесса. Микроклимат помещений должен обеспечивать благоприятные условия для людей, находящихся в помещении, и требования технологического процесса. В процессе жизнедеятельности в организме человека вырабатывается теплота, которая путем конвекции, излучения, теплопроводности и испарения пота с поверхности тела должна быть передана окружающей среде. Организм человека обладает системой терморегуляции. Эта система стремится поддерживать постоянную температуру (36.6°С) тела человека. Для нормальной жизнедеятельности и хорошего самочувствия человека должен сохраняться баланс между теплотой, вырабатываемой организмом, и теплотой, отдаваемой в окружающую среду. В противном случае происходит переохлаждение или перегрев тела человека, ведущие к ухудшению самочувствия к потере работоспособности. При продолжительном тепловом дисбалансе в организме человека возникают различные заболевания, а в отдельных случаях могут привести к летальному исходу.

Количество теплоты, вырабатываемой организмом человека и отдаваемой в окружающую среду, зависит от его возраста, индивидуальных особенностей эмоционального состояния и тяжести выполняемой работы. В спокойном состоянии взрослый человек отдает окружающей среде - до -120 Вт, при легкой работе - до ~250, при тяжелой - до ~500, а при максимальных кратковременных нагрузках - до ~1000 Вт. Отдача теплоты, вырабатываемой взрослым человеком в спокойном состоянии при обычных условиях, более 90% происходит (приблизительно половина излучением, по четверти конвекцией и испарением пота) и менее 10% - в результате естественного обмена веществ. При тяжелой работе основная доля теряемой теплоты приходиться на испарение пота. Способность организма к терморегуляции ограничена, а интенсивность теплоотдачи человеком зависит от тепловой обстановки в помещении, поэтому микроклимат помещения должен поддерживаться на заданном уровне.

Микроклимат помещения характеризуется температурой воздуха tint, осредненной радиационной температурой поверхностей tR (внутренних поверхностей наружных ограждений, пола, потолка, перегородок и поверхностей мебели, технологического оборудования и др. предметов), скоростью (подвижностью) L>i_nt ^и относительной влажностью воздуха <pi_nt. Совокупность этих показателей микроклимата, при которых сохраняется тепловое равновесие в организме человека и отсутствует напряжение в его системе терморегуляции, называют зонами комфорта. Они могут быть оптимальными и допустимыми. Допустимыми являются такие метеоусловия, при которых возникает некоторая напряженность в системе терморегуляции и имеет место допустимая дискомфортность тепловой обстановки в помещении для человека.

Еще в 1884 г. российский ученный И.Д. Флавицкий указывал, что только требуемое совокупное воздействие параметров микроклимата помещений обеспечивает комфортность среды.

Наиболее важно поддерживать в помещении в первую очередь благоприятные температурные условия, так как подвижность и относительная влажность воздуха чаще всего имеют незначительные колебания. Деятельность человека обычно связана с частью объема помещения (обслуживаемой или рабочей зоной). Комфорт должен быть обеспечен, прежде всего, в этой зоне.

Системы инженерного оборудования зданий для обеспечения заданного микроклимата помещений.

Заданный микроклимат помещений создается системой кондиционирования микроклимата (СКМ). Наружные ограждения зданий защищают помещения от внешних климатических воздействий, а системы инженерного оборудования зданий обеспечивают заданные параметры микроклимата в любое время года. К ним относятся системы отопления, охлаждения, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Системы отопления создают и поддерживают в помещениях в зимнее время нормируемые температуру воздуха tj_nt и среднюю радиационную температуру помещения t_R. Они решают одну из задач СКМ - создают и поддерживают требуемый тепловой режим помещений.

В тесной связи с тепловым режимом находится воздушный режим помещений. Системы вентиляции предназначены для удаления из помещений загрязненного различными вредностями воздуха и подачи в них чистого специально обработанного наружного воздуха при этом количество удаляемого и приточного поступающего воздуха между собой равны. При этом требуемая температура внутреннего воздуха не должна меняться.

Приточный воздух в специальных устройствах перед подачей в помещения предварительно подвергается обработке: нагревается или охлаждается, увлажняется или осушается и очищается от пыли, находящейся в приземном слое атмосферы.

Кондиционирование воздуха решает задачу создания и поддержания состояния воздушной среды в помещениях для комфортного самочувствия людей (бытовое кондиционирование) или требований технологического процесса (промышленное кондиционирование). В определенной мере эту же задачу решают системы вентиляции, однако они не могут обеспечить поддержания заданного режима помещения при меняющихся параметрах наружного воздуха и режимах выделения вредностей в помещениях. Таким образом под кондиционированием воздуха понимают автоматическое создание и поддержание параметров микроклимата в помещениях. Приточный воздух автоматически в определенном количестве (объеме) в специальных устройствах кондиционера подвергается термовлажностной обработке (нагреву-охлаждению, увлажнению-осушке и очищается от пыли). При наличии специальных требований, например, в лечебно-оздоровительных учреждениях, системы кондиционирования могут очищать воздух от запахов, придавать специальные запахи, ионизировать воздух и т.д. В типовых кондиционерах, выпускаемых промышленностью, осуществляется очистка от пыли и регулируемая термо-влажностная обработка воздуха. Современные бытовые сплит-системы в теплое время года охлаждают и осушают воздух помещений, очищают его от пыли, а в холодное время года могут частично решать задачу отопления, нагревая воздух помещения, при незначительных для климатической зоны России понижениях температуры наружного воздуха до минус 5-15°С.

Размещено на Allbest.ru