Тема 1. Загальні відомості про кондиціонування повітря .

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 9Следующая ⇒

1.1. Санітарно - гігієнічні і технологічні основи КП.

Людський організм постійно зв'язаний з навколишнім середовищем процесами тепло - і масообміну.

Теплопродукція і теплообмін.

У результаті метаболічних процесів, що протікають у людському організмі виробляється енергія. Частина цієї енергії витрачається на виконання механічної роботи (внутрішньої і зовнішньої), а інша втрачається в навколишнє середовище. У загальному випадку тепловий баланс організму можна представити рівнянням

Q_мет = Q_мех + Q_пот± Q_изб

де Q_мет - продукція енергії в організмі в результаті метаболічних процесів, що протікають в організмі, Вт;

Q_мех - енергія, що витрачається на виконання механічної роботи, Вт;

Q_пот - енергія, що втрачається організмом у навколишнє середовище, Вт;

Q_изб - надлишкова енергія, Вт;

Найбільш сприятливі для життєдіяльності людини умови, коли Q_изб=0.

Продукція енергії залежить від статі, віку, стану здоров'я й інших особливостей організму, а також від характеру фізичного навантаження і метеорологічних умов. Залежність енергопродукції організму від характеру виконуваного фізичного навантаження представлена в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1.Енергопродукція людського організму при різних фізичних навантаженнях (усереднені дані).

За даними досліджень Балінта, Уінслоу і Харингстона енергетичний ккд людського організму складає в середньому 20 % (енергетичний ккд звичайної парової машини дорівнює 14 %).

Звідси випливає, що з усієї вироблюваної в організмі енергії корисно використовується для виконання механічної роботи тільки п'ята частина, інша ж енергія повинна віддаватися в навколишнє середовище.

Згідно даним Коллмара і Лізе з всієї енергії, що віддається в навколишнє середовище, через шкіру втрачається 86 % і через органи подиху 14 %. Через шкіру втрачається енергія шляхом випромінювання (Q_л»42%.), конвекції (Q_к» 26%) і випару вологи (Q_исп» 18%). Органами подиху енергія втрачається на підігрів вдихуваного повітря (Q_одв» 7%) і на випар вологи з поверхні слизких оболонок легень (7%). У такий спосіб основна кількість енергії втрачається організмом у навколишнє середовище шкірою випромінюванням, конвекцією і за рахунок випару вологи.

Q_пот = Q_л + Q_к + Q_исп

Процеси тепловіддачі зазначеними вище способами можна представити наступними рівняннями

Q_л = α_л F(t _т- τ_ср)

Q_к = α_до F(t _т- τ_в)

Q_исп = α_исп F(Р _н- Р_вп)= α_исп F(1-φ/100)

де α_л, α_до і α_исп - коефіцієнти тепловіддачі відповідно випромінюванням, конвекцією і випаром вологи, що залежать від умов реалізації процесів, Вт/м^{2 0}С;

F - площа поверхні тіла, ⁰С;

t _т - температура поверхні тіла, ⁰С;

τ_ср - середньозважена температура поверхонь огороджень і предметів, що оточують людину, ⁰С;

Р _н- парціальний тиск водяної пари в умовах насичення при даній температурі, Па;

Р _вн- фактичний парціальний тиск водяної пари у повітрі, Па;

φ - відносна вологість повітря.

За даними досліджень Марселя, Хатча, Нельсона, Хорвата, Эйхмана і Шеллея величина коефіцієнта тепловіддачі випромінюванням у середньому складає для оголеної людини α_{л обн},=6 Ут/м²⁰С, а для одягненої α_{л обн},=2,8 Вт/м²⁰С. Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією залежить від теплозахисних властивостей одягу, рухливості повітря і відносної вологості повітря α_до=f(λ,w,φ). Залежність коефіцієнта конвективної тепловіддачі можна представити наступними рівняннями:

для оголеної людини:

α_{до обн}=0,5 V^0,5

для одягненої людини:

α_{до од}=0,69 V^0,5

Величина коефіцієнта тепловіддачі випаром вологи залежить від рухливості повітря і може бути визначена по рівнянню:

α_{до од}=1,68 V^0,37

Величину площі поверхні тіла людини з достатньою точністю можна визначити по формулі Дю-Буа.

F=F_ди=0,203G _т ^0,245 l _т ^0,725, м²

де G _т - маса тіла, кг;

l _т - довжина тіла (ріст), м.

З аналізу приведених вище рівнянь випливає, що основними факторами метеорологічних умов приміщень, які впливають на інтенсивність теплообміну людського організму з навколишнім середовищем є температура навколишнього повітря, відносна вологість, рухливість повітря, а також середньозважена радіаційна температура. Значення цих факторів нормуються відповідними БНіПами і ДСТ.

Теплова обстановка в приміщенні за пропозицією Нільсена і Педерсона характеризується співвідношенням температури повітря t_в і середньозваженої радіаційної температури τ_ср

t_п= 0,557t _в+ 0,443τ_ср2⁰С

де t_п -приведена температура,

За даними досліджень Рабера і Гатчинсона найбільш сприятливими для життєдіяльності людини є умови, коли

t _в+ τ_ср=42,2⁰С

У літню пору, коли температура повітря наближається до температури тіла і середньозважена температура близька до температури повітря в зв'язку з різким зниженням інтенсивності тепловіддачі тіла конвекцією і випромінюванням створюється погроза позитивного теплового дисбалансу людського організму. У цих умовах організм реалізує захисні процеси (зниження теплопродукції, розширення підшкірних кровоносних судин і т.д.) і виділяє велику кількість вологи на поверхню шкіри (потіє). Якщо при цьому відносна вологість повітря підвищується, знижується інтенсивність тепловіддачі за рахунок випару вологи, що приводить до наростаючого позитивного теплового дисбалансу організму і підвищення температури тіла. Самопочуття і працездатність знижується, настає стан теплового удару. Якщо середня температура тіла досягає 42 ⁰С організм гине від порушення периферичного кровопостачання (із плазми крові виділяються пухирці розчинених газів, у кровоносних судинах створюються газові пробки, що порушують циркуляцію крові).

У зимовий час у зв'язку з низькою температурою повітря різко зростає рушійна сила тепловіддачі організму в навколишнє середовище і виникає погроза негативного дисбалансу. У цих умовах підвищення рухливості повітря і його відносної вологості приводить до інтенсифікації процесу конвективного теплообміну. Температура тіла починає повільно знижуватися. Організм реалізує ряд захисних процесів (звуження підшкірних кровоносних судин, посилення теплопродукції й ін.) З'являється тремтіння. Зі зниженням температури тіла до 34 ⁰С тремтіння підсилюється, а потім припиняється і починається швидке зниження температури тіла. Погіршується самопочуття і працездатність. При зниженні температури тіла до 27 ⁰С організм гине від паралічу подиху.

З метою запобігання негативних явищ зв'язаних з виникненням як позитивного в теплий час, так і негативного в холодний час теплового дисбалансу людського організму в приміщеннях будь-якого призначення необхідно підтримувати певні метеорологічні умови (t_и, τ_ср, φ,w)

Параметри мікроклімату приміщень нормуються відповідними ДСТ.

Крім того, тому що основним процесом масообміну є газообмін, повітря в приміщенні повинне бути чистим, повноцінним по хімічному складу, (О₂=21%, N₂=77%) зі сприятливою для життєдіяльності людини електричною характеристикою (мати якнайбільше легких негативно заряджених часток) і не мати неприємних запахів.

Виробництва багатьох галузей промисловості (електронної, приладобудівної, хімічної, радіотехнічної, оптичної, харчової, машинобудівної й ін.) пред'являють певні іноді дуже жорсткі вимоги до стану навколишнього середовища в приміщеннях для ведення технологічних процесів. В окремих галузях промисловості (хімічної, харчової, медичної й ін.) пред'являється вимоги до стану повітря усередині апаратів, обумовлені особливостями технологічних процесів.

Основними нормованими параметрами повітря у виробничих приміщеннях є: температура, відносна вологість, рухливість і чистота повітря.

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры