Расчет внутренних условий в кондиционируемых помещениях

Расчетные внутренние условия выбирают в зависимости от назначения и времени года. Прежде всего учитывают назначение СКВ: обеспечение комфортных условий для пребывания людей или создания оптимальных условий для производственных процессов. Как правило, оптимальные условия для технологических процессов выбираются однозначными, независимо от внешних факторов: колебания параметров воздушной среды допускаются лишь в определенных пределах. При проектировании СКВ, предназначенных для обеспечения комфортных условий, необходимо учитывать комплекс факторов.

Одним из важнейших факторов являются характеристики климата района строительства зданий и сооружений. Если в соответствии с требованиями СНиП ІІ-33-75 для холодного и переходного периодов года (при температурах наружного воздуха ниже 10⁰С) следует принимать температуру воздуха в помещениях на уровне 21⁰С, то в теплый период температура внутреннего воздуха в соответствии с этими требованиями должна быть около 25⁰С. Относительная влажность воздуха установлена нормами в пределах 40-60%. По соображениям экономии энергии следует для летних условий выбирать возможно большее значение, для зимних более низкое.

Минимально допустимое значение температуры водуха в кондиционируемом помещении в теплый период года определяется физиологической реакцией организма человека на различие в температурах наружного и внутреннего воздуха. Поэтому в районах с сухим и жарким климатом температуру воздуха в помещениях во избежание простудных заболеваний принимают несколько выше, чем это рекомендуется нормами и, следовательно, ближе к наружной температуре.

На выбор внутренних параметров воздуха оказывает влияние также и нестационарность летних условий.

Важное значение имеет градация уровней требований к поддержанию тех или иных значений параметров среды, а также способ их обеспечения, характер работы, выполняемой человеком, и степень ее физической тяжести, длительность пребывания в помещении людей.

В зависимости от уровня требований, предъявляемых к внутренней воздушной среде, различают оптимальные и допустимые условия.

Допустимые условия, как правило, принимают в зданиях, оборудованных только системой вентиляции.

При устройстве регулируемых СКВ в качестве расчетных обычно устанавливают оптимальные условия. При этом в качестве расчетной температуры помещения t_пом принимают:

t_пом = 0,5 ( t_в + t_R ), (2.1)

где - t _в температура воздуха в помещении; t_R - радиационная температура помещения.

Во многих случаях температура воздуха и радиационная температура помещения мало отличаются друг от друга, вследствие чего часто считать t_{пом =} t_в. Это справедливо для помещений, в которых нет больших нагретых или охлажденных поверхностей. При наличии в помещении двух или более наружных ограждений или системы лучистого отпления-охлаждения при выборе расчетного значения t_в необходимо учитывать радиационную температуру t_R. Для этого необходимо использовать данные первого и второго условий комфортности в помещении для холодного и теплого периода года [4].

Если температура наружного воздуха t_н устойчиво превышает 30 ⁰С, то температуру помещения принимают:

t′_пом ≈ t _пом + 0,5 (t _н - 30). (2.2)

Вместе с тем необходимо учитывать длительность пребывания людей в помещениях. Тогда

t″_пом ≈ t _пом + (0,5 + С) (t _н - 30), (2.3)

где С – численный коэффициент, принимаемый равным: при продолжительности пребывания людей в помещении Z_преб до 1 ч С = 0,3; при Z_преб до 3 ч С = 0,1.

На выбор мощности СКВ оказывает влияние необходимая обеспеченность поддержания заданных внутренних параметров, которая характеризуется коэффициентом К_об [4]. Коэффициент К_об показывает долю случаев отсутствия отклонений заданных параметров от общего числа случаев их наблюдения либо долю времени, в течение которого не наблюдается отклонений параметров, от общей продолжительности того или иного расчетног сезона года. Тогда коэффициент обеспеченности, соответствующий доле случаев отсутствия отклонений, определяется выражением

К_об, _n = (N – n) / N, (2.4)

а соответствующий доле времени отсутствия отклонений – выражением

К_об, _{Δ Z} = (Z – Δ_Z ) / Z, (2.5)

где N – общее число случаев; n – число случаев отклонения условий от расчетных; Z – общая продолжительность периода; Δ_Z – продолжительность отклонения условий от расчетных.

Анализ требований, предъявляемых к среде помещений жилых и гражданских зданий, позволил установить значения коэффициентов обеспеченности для них и продолжительность допускаемых отклонений. Результаты этого анализа для летних условий представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Значения показателей требуемой обеспеченности

Воздушная среда промышленных зданий характкеризуется большим разнообразием требуемых параметров и допустимых диапазонов отклонений. При этом каждому уровню диапазона отклонений параметров от расчетных значений (обычно температуры) соответствует определенный уровень требований обеспеченности условий и, следовательно, определенное значение коэффициента обеспеченности К_об. Характеристика обеспеченности t_в для зданий промышленного назначения представлена в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Требования обеспеченности для промышленных зданий

В табл. 2,3. приведены значения оптимальных параметров воздуха в теплый период года для некоторых помещений различного назначения(согласно [14])

Таблица 2. 4. Оптимальные величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в робочей зоне производственных помещений

Во многих случаях (в частности, при использовании вентиляции) оказывается достаточным поддерживать допустимые внутренние условия, которые могут отличаться от оптимальных по значениям основных параметров t_в и φ_в и по регламентируемым отклонениям от расчетных условий Δ t_в и Δφ_в.

Таблица 2.5. Допустимые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений

В дальнейшем при изучении процессов кондиционирования воздуха (гл.ІV) с целью упрощения восприятия материала к рассмотрению приняты не зоны, а точки, соответствующие средним значениям параметров воздушной среды рабочей зоны помещений.