Условия комфортности помещений

Температура внутреннего воздуха в помещениях

Температура внутреннего воздуха помещения в зоне нахождения человека, должна быть такой, чтобы он не испытывает ни перегрева, ни переохлаждения.

Расчетные параметры наружного воздуха принимаются по значениям А – соответствующим средним параметром наружного воздуха или по значениям Б соответствующим максимальным параметрам наружного воздуха.

В холодный период года оптимальная температура воздуха составляет: для легкой работы 20—23°С, для работ средней тяжести 17—20⁰ С, тяжелой работы 16—18° С; допустимые температуры равны соответственно: 19—25° С, 15—23° С и 13—19 С. Для теплого периода года оптимальные температуры воздуха для указанных категорий работ принимаются 22— 25° С, 21—23° С и 18—21° С. Максимально допустимая температура воздуха в рабочей зоне равна 28° С и только при расчетной температуре наружного воздуха больше +25° С, допускается до 33° С.

Радиационная температура , º С

Радиационная температура нагретых и охлаждаемых поверхностей помещения, является важным показателем, обеспечивающим комфортное пребывание человека в помещении.

Температура в помещении

Совместное влияние и характеризуется температурой помещения . При небольшой подвижности воздуха можно принимать

Температура нагретого пола принимается равной 22 - 35 °С в зависимости от рода помещения. Температура пола не должна быть ниже более чем на 2 -2, 5° С.

Исходя из рассмотренных условий, нормами устанавливаются допустимые температуры нагревательных приборов. В зоне до 1 м от уровня пола температуры приборов должны быть не выше 95° С, в зоне выше 1 м— до 45 °С, по СанПиН 2.2.3.1385-03 температура нагретых поверхностей и ограждений оборудования не должна превышать 45° С.

Расчетные параметры наружного воздуха

Постоянство температурной обстановки в помещении, влажность и подвижность воздуха зависят прежде всего от наружных климатических условий: температуры наружного воздуха , влажности, скорости ветра и солнечной радиации. Расчетную температуру наружного воздуха следует принимать по средней температуре наиболее холодной пятидневки с обеспечением 0, 92, согласно СНиП 23-01 для соответствующего городского или сельского населенного пункта. При отсутствии данных для конкретного пункта, расчетную температуру следует принимать для ближайшего пункта, который указан в СНиП 23-01.

Скорость движения воздуха

Скорость движения воздуха оказывает на организм человека значительное влияние. Даже при комфортной температуре воздуха его неподвижность вызывает ощущение духоты, что происходит из-за того уменьшения конвективной отдачи тепла организмом человека. Увеличение скорости движения воздуха более, чем на 0, 2 м/с, вызывает ощущение «сквозняка»

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Скорость движения воздуха, м/с оптимальная	Скорость движения воздуха, м/с Допустимая выше оптимальных величин
Холодный	Iа (до 139)	0, 1	0, 1
	Iб (140-174)	0, 1	0, 2
	IIа (175-232)	0, 2	0, 3
	IIб (233-290)	0, 2	0, 4
	III (более 290)	0, 3	0, 4
Теплый	Iа (до 139)	0, 1	0, 2
	Iб (140-174)	0, 1	0, 3
	IIа (175-232)	0, 2	0, 4
	IIб (233-290)	0, 2	0, 5
	III (более 290)	0, 3	0, 5

Относительная влажность воздуха

Окружающий воздух в помещениях способен поглощать влагу, выделяемую человеческим организмом во время дыхания и потоотделения, если он не будет находиться в состоянии насыщения при данной температуре и давлении. Влияние влажности воздуха на теплообмен человека зависит от параметров микроклимата: температуры воздуха и теплового излучения. Большая влажность как при его высокой, так и при низкой температуре оказывает неблагоприятное воздействие на самочувствие человека. Низкая влажность воздуха вызывает неприятное ощущение в слизистых оболочках глаз, носа и гортани и приводит к ухудшению фильтрационной способности верхних дыхательных путей. Оптимальной относительной влажностью в помещении считается значение 30 - 60 %, верхняя граница влажности лимитирована 75%.

Абсолютная влажность воздуха – количество водяного пара, содержащееся в 1 м³ влажного воздуха. Она обозначается через r _П и измеряется в кг/м³ или г/м³. Иначе говоря, она представляет собой плотность водяного пара в воздухе

Чистота воздуха

Одним из показателей санитарного состояния воздушной среды является концентрация углекислого газа, являющаяся продуктом жизнедеятельности человека. Человек выделяет в час 20-30 л углекислого газа.

ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» определяет зону дыхания, как пространство радиусом до 50 см от лица работающего. Под предельно допустимой концентрацией (ПДК) вредных веществ в воздухе понимается концентрация, которая при ежедневной работе в течение 8 ч, но не более 41 ч в неделю, в течение всего стажа, не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.. Для создания благоприятных условий воздушной среды в помещениях воздухообмен должен быть от 20-60 м³ /ч на одного человека, а концентрация углекислого газа не должна превышать 1%.

Для промышленных предприятий содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать предельно допустимой концентрации ПДК, определенной Государственным стандартом №3388 и СанПиН 2.2.4.548-96.

НАРУЖНЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ

Требования по повышению тепловой эффективности зданий, которые являются основным конечным потребителем энергии, становятся одними из важных составляющих законодательства в большинстве стран мира.

СНиП 23-02-2003 устанавливают требования к наружным ограждениям зданий, к ним относятся:

- приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций зданий;

- ограничение температуры и недопущение конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции, за исключением окон с вертикальным остеклением;

- удельные показатели расхода тепловой энергии на отопление здания;

теплоустойчивости ограждающих конструкций в теплый период года и помещений зданий в холодный период года;

- воздухопроницаемость ограждающих конструкций и помещений;

- защита ограждающих конструкций от переувлажнения;

- энергетическая эффективность проектируемых и существующих зданий;

- контроль нормируемых показателей, включая энергетический паспорт здания.

Приведенное сопротивление теплопередаче , м · °С/Вт, ограждающих конструкций, а также окон и фонарей (с вертикальным остеклением или с углом наклона более 45°) следует принимать не менее нормируемого значения , м ·°С/Вт, определяемого по таблице 3.1 в зависимости от градусо-суток района строительства , °С·сут.

Градусо-сутки отопительного периода , °С·сут, определяют по формуле , (3.1)

Где: продолжительность отопительного периода, принимается согласно #M12291 1200004395СНиП 23-01;

средняя температура наружного воздуха за отопительный период (принимается согласно #M12291 1200004395СНиП 23-01)#S.

Таблица 3.1

#G0Материал стены	Сопротивление теплопередаче ( , м ·°С/Вт) и область применения ( , °С·сут) при конструктивном решении стены
конструкционный	теплоизоля- ционный	двухслойные с наружной теплоизо- ляцией	трехслойные с теплоизоляцией посредине	с невентили- руемой возд-ой прослойкой	с вентили- руемой воздушной прослойкой
Кирпичная кладка	Пенополистирол	5, 2/10850	4, 3/8300	4, 5/8850	4, 15/7850
	Минеральная вата	4, 7/9430	3, 9/7150	4, 1/7700	3, 75/6700
Железо- бетон	Пенополистирол	5, 0/10300	3, 75/6850	4, 0/7430	3, 6/6300
	Минеральная вата	4, 5/8850	3, 4/5700	3, 6/6300	3, 25/5300
Дерево (брус)	Пенополистирол	5, 7/12280	5, 8/12570	-	5, 7/12280
	Минеральная вата	5, 2/10850	5, 3/11140	-	5, 2/10850
Металл- сендвич	Пенополи- уретан	-	5, 1/10570	-	-

По новым теплотехническим нормативам - удовлетворяют только слоистые конструкции наружных стен, в которых применен эффективный утеплитель, расчетный коэффициент теплопроводности которого не превышает 0, 09 Вт/(м•К).

Воздухопроницаемостьограждающих конструкций – свойство ограждающих конструкций пропускать воздух под действием разности давлений на наружной и внутренней поверхности через единицу поверхности в единицу времени при постоянной разности давлений на ее поверхности. Сквозное воздухопроницание делится на инфильтрацию, когда наружный воздух проникает внутрь помещения (в помещении имеется разрежение), и эксфильтрацию, когда воздух из помещения направляется наружу (давление в помещении выше наружного).

Рекомендуемая классификация воздухопроницаемости ограждающих конструкций объекта выбирается при =50 Па ( , ч ). Наименования классов сопротивления воздухопроницанию наружных стен представлено в таблице 3. 2

Таблица3.2

#G0Кратность воздухообмена при =50 Па ( , ч )	Наименование класса
	Очень низкая
	Низкая
	Нормальная
	Умеренная
	Высокая
	Очень высокая

При установлении классов воздухопроницаемости: " умеренная", " высокая", " очень высокая" следует принимать меры по снижению воздухопроницаемости объектов. При установлении классов: " низкая" и " очень низкая" в объектах, имеющих вентиляцию с естественным побуждением, следует принимать меры, обеспечивающие дополнительный приток свежего воздуха.

Ограждающие конструкции	Воздухопроницаемость , кг/(м ·ч), не более

1 Наружные стены, перекрытия и покрытия производственных зданий и помещений	1, 0
2 Стыки между панелями наружных стен производственных зданий	1, 0*
3. Окна, двери и ворота производственных зданий 4. Фонари производственных зданий	8, 0

Паропроницаемость ограждающих конструкций – свойство материала пропускать влагу под действием разности парциальных давлений водяного пара на ее наружной и внутренней поверхности. Влажностный режим помещений зданий в холодный период года (в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха) следует устанавливать по таблице 1.

По интенсивности тепловыделений помещения делятся на группы в зависимости от удельных избытков явной теплоты, под которыми понимается отношение

, (3.5 )

где V — внутренний объем помещения.

Явной теплотой называется теплота, воздействующая на изменение температуры воздуха помещения. Избытком явной теплоты называется разность между суммарными поступлениями явной теплоты и суммарными теплопотерями в помещении.

В зависимости от различают три группы помещений: с незначительными теплоизбытками явной теплоты при до 23 Вт/м³; со значительными избытками явной теплоты при > 23Вт/м³

- Коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху

Ограждающие конструкции

Коэффициент

1. Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые наружным воздухом 2.Перекрытия над холодными подвалами, 3.Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами 4.Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых проемов 5.Перекрытия над неотапливаемыми техническими подпольями на уровне земли

0, 9 0, 75 0, 6 0, 4

ТЕПЛОПОТЕРИ ПОМЕЩЕНИЙ

Потери теплоты в помещениях происходят за счет теплопередачи через наружные ограждающие конструкции (стены, окна, полы, потолки, ворота и др.) и нагрева холодных транспортных средств, холодного сырья, заготовок и материалов, поступающих в помещение, на испарение влаги с поверхностей ванн и пола и др.

Теплопотери через ограждающие конструкции. Теплопотери через ограждения подразделяются на основные и добавочные.

Основные теплопотери определяются как сумма теплопотерь через отдельные ограждающие конструкции, Вт, кВт:

Для каждого ограждения (рис. 3.1)

^{, ( 4.2)}

Где_{; и}- сопротивления теплопередаче при переходе теплоты от воздуха помещения к внутренней поверхности ограждения, через воздушные прослойки и от наружной поверхности ограждений к наружному воздуху;

Таблица 4.1

#G0N п.п.	Наружная поверхность ограждающих конструкций	Коэффициент теплоотдачи , Вт/(м ·°С)
	Наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами и над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне
	Перекрытий над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом;
	Перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах
	Перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов

Таблица 4.2 - Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции

Внутренняя поверхность ограждения	Коэффициент теплоотдачи, Вт/(м ·°С)
1. Стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрами	8, 7
2 Окон	8, 0
3. Зенитных фонарей	9, 9

Для оконных конструкций, с учетом энергосбережения, запрещено применение изделий с сопротивлением теплопередачи менее 0, 35 °С /Вт. Ниже приводятся некоторые значения сопротивлений теплопередаче для оконных конструкций.

Заполнение проемов Одинарное остекление без утеплителя.……. 0, 35

Одинарное остекление с утеплителем 0, 39

Двойное остекление (спаренные переплеты) …………………..……0, 44

Двойное остекление (раздельные переплеты) ……………………… 0, 49

Тройное остекление в раздельных переплетах 0.75

Для производственных помещений при расчете теплопотерь полами, расположенными на грунте, пол разбивают на зоны шириной 2 м, параллельные наружным стенам. Сопротивления теплопередаче, зон принимаются следующими: первая зона - =2, 15, вторая зона - =4, 3, третья зона —Rз=8, 6 и четвертая зона — =14, 2 К/Вт. Поверхность пола первой зоны, прилегающей к углу помещения, размером 2X2 и учитывается 2 раза.

Для утепленных полов сопротивление теплопередаче определяется по формуле

, ( 4.6)

где — сопротивление теплопередаче зон не утепленного пола; , — толщины и коэффициенты теплопроводности утепляющих слоев.

Для утепленных полов на лагах

(4.7)

При расчете теплопотерь через полы и потолки к расчетной разности температур вводится поправочный коэффициент

Добавочные потери теплоты

Добавки на ориентацию помещений по странам света принимаются для вертикальных и наклонных поверхностей (стены, окна, двери). Добавки составляют: на север, восток, северо-восток и северо-запад 10%, на юго-восток и запад 5%. Добавка на наличие двух и более наружных стен принимается в размере 5%.

Добавка на подогрев холодного воздуха врывающегося через наружные двери и ворота учитывается в зависимости от числа этажей для дверей, не оборудованных воздушными завесами: для двойных дверей с тамбурами —80%, для одинарных дверей —65%, для дверей в общественных зданиях — 500%.

Добавочные потери на инфильтрацию наружного воздуха учитываются добавками к основным теплопотерям, или определяются специальным расчетом. Для производственных зданий потери на инфильтрацию необходимо определять по расчету в соответствии с ведомственными указаниями. Потери теплоты на инфильтрацию, кВт, определяются при расчетной температуре наружного воздуха холодного периода года (параметры Б) и расчетной скорости ветра в данной географической зоне:

Пример расчета. Проектные решения здания

Конструктивная схема здания цеха выполнена из шлакобетонных блоков толщиной 400 мм и полом, расположенном на грунте. Покрытие здания (крыша), представляет собой монолитную железобетонную плиту толщиной 200 мм. Светопрозрачные заполнения (окна), площадью 420 м, ² выполнены в переплетах из алюминиевых сплавов с однокамерными стеклопакетами. Размеры здания 100х20 м, высота 10 м. Строительство цеха относится к застройке до 2000 г.

. Рассчитать теплопотери через ограждающие поверхности цеха, предложить рекомендации по их реконструкции в соответствии со СНиП 23-02.

1. Расчетная температура внутреннего воздуха принимается по таблице 1. Для промышленного здания в г. Магнитогорска =14 °С, для тяжелого труда категория III.

2. Расчетная температура наружного воздуха . Принимается значение температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0, 92 согласно #M12291 1200004395СНиП 23-01#S. Для г. Магнитогорска =-34 °С.

3. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период . Принимается согласно #M12291 1200004395СНиП 23-01#S. Для г. Магнитогорска =-7, 9 °С

4. Продолжительность отопительного периода . Принимается согласно #M12291 1200004395СНиП 23-01#S. Для г. Магнитогорска =218 сут.

5. Градусо-сутки отопительного периода , °С·сут, определяют по формуле (3.1 ),

Для г. Магнитогорска =4774°С·сут.

6. Общая площадь наружных ограждающих конструкций здания .Устанавливается по внутренним размерам " в свету" (расстояния между внутренними поверхностями наружных ограждающих конструкций, противостоящих друг другу).

Площадь стен, включающих окна и входные двери в здание, , м , определяется по формуле СНиП 23-02 2003

(4.14)

где - длина периметра внутренней поверхности наружных стен этажа, равная 240 м. - высота производственного здания, равная 10 м;

(4.15.)

Площадь наружных стен , м , определяется по формуле

где - площадь окон, определяется как сумма площадей всех оконных проемов, равная 420 м .

Тогда (в том числе продольных стен - 2000 м , торцевых стен - 400 м ).

Площадь покрытия крыши , м , и площадь пола , м , равны площади этажа

(4.16)

Общая площадь наружных ограждающих конструкций определяется по формуле

7. Расчет теплопотерь промышленного цеха производится через наружные ограждения: ( наружные стены, покрытие кровли, окна) и полы.

Наружные стены в цехе выполнены из бетона на доменных и гранулированных шлаках , ), толщиной 400 мм, паропроницанием = 0, 083 мг/ (м·ч·Па) Сопротивление теплопередаче этой стены равно

Где_{; и}— сопротивления теплопередаче при переходе теплоты от воздуха помещения к внутренней поверхности ограждения, через воздушные прослойки и от наружной поверхности ограждений к наружному воздуху;

- коэффициенты теплоотдачи на внутренней принимается ограждения равный 8, 7 Вт/ ( м² °С), принимаемый по таблице 4.2; — коэффициенты теплоотдачи на наружной поверхностях ограждений принимается по таблице 4.1 и равен 23 Вт/ ( м² °С),

, — толщины слоев ограждения; м

Вт/(м·°С)- коэффициенты теплопроводности слоев ограждения; принимаются по СНиП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

- сопротивление теплопередаче отдельных слоев.

Величины нормируемых сопротивлений теплопередаче различных видов ограждений здания принимаем по СНиП 23-02 2003 в соответствии с градусо - сутками.

Таблица4.3

#G0N п.п	Вид ограждения
	Стены -	2, 00
	Покрытие -	4, 88
	Окна -	0, 552
	Пол по грунту -	-

(рис.4.2) Толщина слоев наружной стенки

Так, как приведенное сопротивление =0, 62 для стен меньше нормируемого =2, то следует провести реконструкцию с применениеv утепляющих слоев. Выберем плиты из перлитопластбетона с толщиной 120 мм, ; ( ), с паропроницание = 0, 06 мг/ (м·ч·Па), (позиция 2, рис.1)

Плиты оштукатурены ивестковопесчанной штукатуркой, толщиной 20 мм, , ), паропроницание = 0, 12 мг/ (м·ч·Па), (позиция 3, рис.1)

Характеристики материалов приняты по СНиП 23-101 –2004.

Рассчитаем приведенное сопротивление, с учетом теплозащитных слоев

Данное расчетное значение приведенного сопротивления больше, чем нормируемое, но этого не достаточно, чтобы принимать его к расчету. В соответствии со СНиП 23-02-2003 наружная стена будет удовлетворяла требованиям теплозащиты, если расчетное сопротивление паропроницанию выбранной конструкции наружного ограждения будет соответствовать требуемым значениям. Рассчитаем сопротивление паропроницанию наружной стены

Для г. Магнитогорска средняя температура наружного воздуха за отопительный период = -7, 9 °С, средняя влажность воздуха за отопительный период 55 %.

Парциальные давление водяного пара для температуры внутреннего воздуха составляет:

Где %, - относительная влажность внутреннего воздуха, принимаемая для производственного цеха для оптимальных условий по таблице 1.4 равная 50%.

- парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре , = 14 °С и равна 1651 Па, принимается по приложению С СНиП 23-101

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха , Па, определяют по #M12291 1200004395формуле:

по приложению С, для = -7, 9 °С равна 315 Па, для зимнего периода составит 51 %

Определим температуру в плоскости возможной конденсации при расчетных температурах внутреннего и наружного воздуха по формуле:

( )

где , - расчетные температуры соответственно внутреннего и наружного воздуха (средняя за период влагонакопления), °С;

= 2, 67 - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м ·°С/Вт;

где - - 8, 7 Вт/ ( м² °С)

- термическое сопротивление слоя ограждающей конструкции от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации, м ·°C/Bт,

- сумма термических сопротивлений слоев конструкции, расположенных между внутренней поверхностью и плоскостью возможной конденсации, м ·°С/Вт.

=14 -(14 +7, 9)(0, 115+2, 14)/2, 67=-3, 55 °С.

Парциальное давление водяного пара , Па, в плоскости возможной конденсации определяют по приложению С (значения парциального давления насыщенного водяного пара) свода правил по проектированию и строительству СП 23-101- 2004, при = -3, 55 °С равным =452 Па.

Сопротивление паропроницанию , м ·ч·Па/мг, однослойной или отдельного слоя многослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле

где - толщина слоя ограждающей конструкции, м;

- расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей конструкции, мг/(м·ч·Па), принимаемый по приложению Д ( расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий) СП 23-101- 2004

Сопротивление паропроницанию от плоскости возможной конденсации до наружной поверхности стены из шлакобетона составит:

=0, 4/0, 083 =4, 82 м ·ч·Па/мг

Сопротивление паропроницанию рассчитываемой конструкции стены в пределах от ее внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации будет:

=0, 12/0, 06 =2 м ·ч·Па/мг для перлитопластбетона

=0, 02/0, 12= 0, 17 м ·ч·Па/мг для штукатурки

Сопротивление паропроницанию для утеплителя

=2+0, 17=2, 17 м ·ч·Па/мг

Определим требуемое сопротивление паропроницанию стены от ее внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации:

Данная конструкция стены не отвечает требованию паропроницания, поскольку 4, 81< 6, 1

Требуется изменить конструктивное решение, устроив между слоем шлакоблока и плитами перлитобетона вентилируемый воздушный зазор толщиной 50 мм. При этом необходимо уточнить сопротивление теплопередачи, так, как в соответствии с СНиП, слой конструкции, расположенный между воздушной прослойкой, вентилируемой воздухом и наружной поверхностью ограждения конструкции, при расчете не учитывается, на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой наружным воздухом прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи равным 10, 8 Вт/(м ·°С).

Рассчитаем приведенное сопротивление наружной стены, с учетом вышеизложенного составит:

Данное приведенное сопротивление больше нормируемого, что соответствует требованием тепловой защиты здания.

Поскольку стены здания имеют однородную многослойную структуру, то при наличии оконных проемов, образующих в стенах оконные откосы, коэффициент теплотехнической однородности наружных стен принят =0, 9.

Тогда приведенное сопротивление теплопередаче стен здания, определяемое по формуле равно

Сопротивление теплопередачи через покрытие ( ) цеха, выполненное в виде монолитной железобетонной плиты толщиной 220 мм, плотностью , теплопроводностью ;

Сопротивление теплопередачи покрытия рассчитывается по методике, рассмотренной выше и составит:

Этот показатель не удовлетворяет требованию нормируемого сопротивления, после реконструкции покрытие крыши цеха утепляется

керамзитным гравием с параметрами:

( ),

и цементно-песчаным раствором толщиной 30 мм, с параметрами

( ),

Сопротивление теплопередаче покрытия составило

12 3 4 5 Следующая ⇒