На главную страницу
 
 ЭкоКомфорт 
 VRV-VRF 
 Чиллеры и фанкойлы 
 Чиллеры 
 Фанкойлы 
 Руфтопы 
 Системы вентиляции 
 Вакансии 
 Контакты 

Каталог климатического оборудования
VRV и VRF системы



    Главная / Статьи

    Влияние особенностей метаболизма на воздушный баланс человека. Третье условие комфортности

    Версия для печати Версия для печати
    Москва, ул. Маршала Неделина, дом №13
    Отдел продаж:(495) 995-69-55,
    (495) 638-55-21
    Факс:(495) 446-05-89
    Технический отдел:(495) 638-55-21
    доб. 104


    Комфорт – условия жизни, пребывания, обстановка, обеспечивающие удобство, спокойствие, уют.

    Понятие комфорта является одним из основных в терминологии систем кондиционирования воздуха. Влияние данного фактора, а точнее, смыслового содержания, которое мы вкладываем в понятие «комфорт», в значительной степени формирует все показатели СКВ.

    Комфорт определяется зависимостью трех факторов: удобство, спокойствие, уют. Удобный – приятный при использовании. Уют – удобный порядок, приятная устроенность быта, обстановки. Спокойствие – отсутствие движения, забот, тревог. Отсюда следует, что определяющим в понятии «комфорт» является субъективный фактор – восприятие человеком окружающей среды, т.е. индивидуальный для каждого человека и затрагивающий, как внутреннее состояние человека (первая составляющая комфорта), так и параметры окружающей среды (вторая составляющая комфорта). Понятие «комфорт» многогранно, включает в себя многие факторы: строительный дизайн помещений, вид из окна, цветовую гамму окружающей мебели, эргономичность используемого оборудования, отношения в рабочем коллективе, параметры окружающего микроклимата и т.д.
    Так как по своему назначению, системы кондиционирования воздуха могут изменять только термодинамические и гигиенические параметры воздушной среды помещения, то логично использовать понятие комфортный микроклимат помещения, которое входит в общую категорию комфорт и оперирует такими понятиями микроклимата, как температура, влажность, подвижность и газовый состав окружающего воздуха.

    Первое условие комфортности температурной обстановки определяет такую область сочетаний температуры внутреннего воздуха Tв и радиационной температуры помещения tR, при которых человек, находясь в центре рабочей зоны, не испытывает ни перегрева ни охлаждения.

    Таким образом, первое условие комфортности оперирует понятиями температуры внутреннего воздуха и радиационной температуры помещения. Остальные параметры внутреннего воздуха и индивидуальные характеристики человека не учитываются. По своему логическому содержанию, первое условие комфортности является уравнением энергетического баланса организма человека и окружающей среды и определяет такие сочетания параметров окружающей среды, при которых количество тепловой энергии, вырабатываемой организмом, равно количеству теплоты отдаваемой в окружающую среду.

    Первое условие комфортности должно рассматриваться как условие энергетического и материального баланса человека и окружающей среды. Причем материальный баланс с точки зрения СКВ необходимо рассматривать как баланс воздушный.

    Потребление воздуха человеком в значительной степени зависит от его активности. Продуктом окислительных реакций, происходящих в организме, является углекислота (СО2). Количество выделяемой углекислоты зависит от потребления кислорода, рациона питания (соотношение между углеводами и жирами) и индивидуальных особенностей организма (пола, возраста, массы тела и т.д.). Отношение объемов выделенной углекислоты и потребленного кислорода называется дыхательным коэффициентом.

    Расчетные данные требуемого количества воздуха значительно меньше нормативных данных. Различия составляют более 50 раз. Объясняется это расчетными условиями организации воздухообмена помещений. Расчет необходимого количества воздуха ведется не из условия подачи воздуха в объеме дыхания для людей, а их условия ассимиляции выделяющихся вредностей.

    Бесспорно, значительное сокращение расхода наружного воздуха, подающегося для обеспечения жизнедеятельности людей, приведет к значительному сокращению энергии на его обработку. Достаточно отметить, что расход тепловой энергии на обогрев приточного воздуха превышает расход энергии на системы отопления здания. Поэтому задача сокращения общего воздухообмена зданий весьма актуальна.

    Доктор Фангер в статье «Качество внутреннего воздуха в XXI веке: в поисках совершенства» /2/ основным фактором повышения качества внутреннего воздуха видит необходимость подачи в зону дыхания конкретного потребителя индивидуального свежего воздуха. Основной схемой воздухообмена, позволяющей подать непосредственно в зону дыхания людей свежий воздух и соответственно, сократить количество наружного воздуха, является схема, изображенная на рисунке.

    Рисунок
    Так как при данной схеме воздухообмена человек дышит свежим воздухом, то, соответственно, нет необходимости в подаче количества наружного воздуха, рассчитанного из условия ассимиляции выделяющегося СО2. Для характеристики схемы воздухообмена целесообразно ввести понятие коэффициента воздухообмена, который равен отношению объемов необходимого наружного воздуха и воздуха для дыхания.

    Коэффициент воздухообмена является показателем эффективности работы системы вентиляции. Чем меньше коэффициент воздухообмена, тем выше эффективность использования наружного воздуха. Разные схемы вентиляции должны иметь разные коэффициенты воздухообмена. Минимальное значение равно 1, когда количество наружного воздуха подается только в объеме, необходимом для дыхания. Без сомнения, экономичность такой схемы вентиляции очень высокая, однако реализовать ее возможно только с применением дыхательных аппаратов в виде масок.

    При дыхании в состоянии покоя человек тратит примерно 35% времени на вдох, 35% на выдох, 30% промежуток между вдохом и выдохом. Следовательно, человек может использовать около 35% воздуха, подающегося в зону дыхания. Расход индивидуального количества наружного воздуха, подаваемого в зону дыхания одного «среднего» человека равен 1,2 кубических метров в час.

    Сравнивая полученную величину 1,2 куб.м./ч с нормативной величиной 20 куб.м./ч наружного воздуха при ассимилирующей вентиляции, становятся очевидными, в частности, преимущества индивидуальной вентиляции, как с позиций энергосбережения, так и с позиции качества подаваемого воздуха.

    Второе условие комфортности определяет допустимые температуры нагретых и охлажденных поверхностей при нахождении человека в непосредственной близости от них.

    С математической точки зрения, второе условие комфортности определяет границы изменения переменных, входящих в первое условие комфортности. Действительно, не все сочетания параметров окружающего воздуха, удовлетворяющих первому условию комфортности, являются комфортными для человека. Например, можно так подобрать температуру внутреннего воздуха и радиационную температуру помещения, при которых организм человека будет находиться в тепловом балансе с окружающей средой, но большие значения радиационной температуры будут вызывать дискомфорт и перегрев отдельных участков тела.

    Не вдаваясь в особенности изменения предельных значений, можно выделить следующие границы параметров первого условия комфортности:

    1. Температура внутреннего воздуха: 14 градусов Цельсия – 27 градусов Цельсия.
    2. Относительная влажность внутреннего воздуха: 30 – 70%.
    3. Скорость движения воздуха: 0 м/с – 0,6 м/с.
    4. Расход воздуха на одного человека: 0,2 куб.м./ч – 0,6 куб.м./ч.

    Третье условие комфортности. В начале данной статьи было определено, что понятие комфорта является в первую очередь субъективным и зависящим от индивидуальных характеристик человека. Также на комфортную для организма температуру внутреннего воздуха влияют тип одежды и величина метаболизма. Величина метаболизма человека зависит от многих факторов: активности, массы тела, роста, питания, возраста, и т.д. Поэтому определение значения этой величины для конкретного человека с медицинской точки зрения невозможно. Следовательно, при проектировании систем кондиционирования определить комфортную температуру для конкретного человека невозможно. Но согласно первому условию комфортности такая температура существует. Согласно второму условию комфортности, такая температура лежит в определенных пределах. Поэтому, выбрав в качестве расчетной любую температуру внутреннего воздуха в помещении (например, 22 градуса Цельсия), можно установить систему кондиционирования, которая будет ее поддерживать. Данный микроклимат в помещении будет удовлетворять первому и второму условиям комфортности. Но если метаболизм человека будет по каким-либо причинам отличаться от расчетного, или он оденет костюм с большей плотностью, или его физическая активность будет несколько больше, чем обычно, или его коэффициент конструкции будет отличаться от стандартного – все это приведет к тому, что температура в помещении не будет комфортной. Несмотря на выполнение первого и второго условий комфортности.

    Поэтому для удовлетворения потребностей конкретного человека, чтобы индивидуальный уровень теплопродукции соответствовал теплопотерям в окружающую среду, температура внутреннего воздуха должна устанавливаться индивидуально. Отсюда третье условие комфортности: Параметры внутреннего микроклимата должны иметь возможность индивидуального регулирования с целью соответствия субъективным ощущениям комфорта потребителя.

    Основным параметром, влияющим на теплообмен человека с окружающей средой, является температура внутреннего воздуха. Поэтому в первую очередь возможностью регулирования должен обладать данный параметр внутреннего микроклимата (что и реализуется в современных системах кондиционирования).

    Категория свободы занимает одно из ведущих мест среди других общечеловеческих ценностей, поэтому возможность индивидуально менять параметры микроклимата поднимает системы кондиционирования на качественно новый уровень, делает человека более свободным и независимым.

    Основные выводы.

    1. Первое условие комфортности должно рассматриваться как условие энергетического и воздушного баланса человека и окружающей среды.
    2. Требуемый расход наружного воздуха подаваемого в помещение в значительной степени зависит от коэффициента воздухообмена.
    3. Местная система приточной вентиляции, подающая воздух непосредственно в зону дыхания людей, позволяет улучшить качество вдыхаемого воздуха и значительно уменьшить общеобменную вентиляцию.
    4. Комфортные параметры внутреннего микроклимата зависят от индивидуальных характеристик и требований людей.
    5. Параметры внутреннего микроклимата должны иметь возможность индивидуального регулирования с целью соответствия субъективным ощущениям комфорта потребителя.



    вернуться в раздел




    Вы можете оформить заказ по телефону
    (495) 638-55-21 (отдел продаж)
    или, отправить заказ или письмо при помощи следующей формы:

    * Помечены поля, которые необходимо заполнить

    Модель:

    Дополнительная информация:



    Имя*

    Контактный телефон

    Контактный e-mail*

    Teма

    Сообщение*




    ООО «Экокомфорт» © 2013

    Внимание!
    Цены на сайте носят справочный характер и не являются публичной офертой. Во избежание недоразумений уточняйте текущие цены у менеджеров компании.