Норма скорости движения воздуха в помещении
Перейти к содержимому

Норма скорости движения воздуха в помещении

  • автор:

Таблица 1. Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений

Большая скорость движения воздуха в теплый период года соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая — минимальной температуре воздуха. Для промежуточных величин температуры воздуха скорость его движения допускается определять интерполяцией; при минимальной температуре воздуха скорость его движения может приниматься также ниже 0,1 м/с — при легкой работе и ниже 0,2 м/с — при работе средней тяжести и тяжелой.

1.6. При обеспечении допустимых показателей микроклимата температура внутренних поверхностей конструкций, ограждающих рабочую зону (стен, пола, потолка и др.), или устройств (экранов и т.п.) не должна выходить за пределы допустимых величин температуры воздуха, установленных в табл. 1 для отдельных категорий работ. Перепад температуры воздуха по высоте рабочей зоны при всех категориях работ допускается до 3 град. C.

Колебания температуры воздуха по горизонтали в рабочей зоне, а также в течение смены допускаются до 4 град. C — при легких работах, до 5 град. C — при средней тяжести работах и до 6 град. C — при тяжелых работах, при этом абсолютные значения температуры воздуха, измеренной на разной высоте и в различных участках помещений в течение смены, не должны выходить за пределы допустимых величин, указанных в табл. 1.

Требования 1.5 и 1.6 к температуре внутренних поверхностей ограждающих конструкций и устройств не распространяются на температуру поверхностей систем охлаждения и отопления помещений и рабочих мест.

1.7. При обеспечении оптимальных и допустимых показателей микроклимата в холодный период года следует применять средства защиты рабочих мест от радиационного охлаждения от остекленных поверхностей оконных проемов, в теплый период года — от попадания прямых солнечных лучей.

1.8. Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/кв. м при облучении 50% поверхности тела и более, 70 Вт/кв. м — при величине облучаемой поверхности от 25 до 50% и 100 Вт/кв. м — при облучении не более 25% поверхности тела.

Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретый металл, стекло, «открытое» пламя и др.) не должна превышать 140 Вт/кв. м, при этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

При наличии теплового облучения температура воздуха на постоянных рабочих местах не должна превышать указанные в табл. 1 верхние границы оптимальных значений для теплого периода года, на непостоянных рабочих местах — верхние границы допустимых значений для постоянных рабочих мест.

1.9. В производственных помещениях, расположенных в четвертом строительно-климатическом районе, определяемым в соответствии со строительными нормами и правилами по климатологии и геофизике, утвержденными Госстроем СССР, при соблюдении требований 1.11 по предупреждению перегревания работающих, верхнюю границу допустимой температуры воздуха в теплый период года, указанную в табл. 1, допускается повышать на постоянных и непостоянных рабочих местах соответственно:

не выше 31 и 32 град. C — при легких работах;

не выше 30 и 31 град. C — при работах средней тяжести;

не выше 29 и 30 град. C — при тяжелых работах.

Скорость движения воздуха при этом должна увеличиваться на 0,1 м/с, а относительная влажность воздуха понижаться на 5% на каждый градус повышения температуры, начиная от верхних границ допустимых температур воздуха, установленных в табл. 1 для отдельных категорий работ по тяжести в теплый период года.

1.10. В производственных помещениях, расположенных в строительно-климатическом подрайоне IV Б, определяемым в соответствии со строительными нормами и правилами по климатологии и геофизике, утвержденными Госстроем СССР, допускается в теплый период года на постоянных и непостоянных рабочих местах повышать относительную влажность воздуха, но не более чем на 10% по отношению к допустимым величинам, приведенным в табл. 1 для различных параметров температуры воздуха.

1.11. В производственных помещениях, в которых допустимые нормативные величины показателей микроклимата невозможно установить из-за технологических требований к производственному процессу или экономически обоснованной нецелесообразности, должна быть обеспечена защита работающих от возможного перегревания и охлаждения: системы местного кондиционирования воздуха, воздушное душирование, помещения для отдыха и обогревания, спецодежда и другие средства индивидуальной защиты, регламентация времени работы и отдыха и т.п. В целях профилактики тепловых травм температура наружных поверхностей технологического оборудования или ограждающих его устройств не должна превышать 45 град. C.

Норма скорости движения воздуха в помещении

Микроклимат и качество воздуха в офисных зданиях. Сравнение норм России и ЕС

Владимир Устинов

Сегодня на рынке проектирования существует такой вид работ, как «адаптация» проекта, разработанного в ЕС, к российским нормам.

Проектировщик, как правило, старается максимально сохранить существующие решения, проверив их соответствие нормам и правилам, действующим в России. В статье анализируются различия в подходе к определению параметров микроклимата.

Основное внимание уделяется системам ОВК, поддерживающим необходимый микроклимат в зданиях административного назначения. Рассматриваются общие условия, определяемые российскими нормами для офисных помещений. Главная цель работы – определение основных различий отечественного и европейского подходов.
Отправной точкой для анализа требований законодательства выбран документ СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01–2003», который устанавливает нормы проектирования и распространяется на системы внутреннего теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях зданий и сооружений. Для начала уточним термины и основные задачи систем согласно своду правил:
Вентиляция – обмен воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимого микроклимата и качества воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне при средней необеспеченности 400 ч/год – при круглосуточной работе и 300 ч/год – при односменной работе в дневное время.
Кондиционирование воздуха – автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения и качества) с целью обеспечения, как правило, оптимальных метеорологических условий*, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей.

* Термин «оптимальные метеорологические условия» в исходном виде не встречается ни в СП 60.13330.2012, ни в документах, на которые он ссылается. Вероятно, идёт отсылка к пояснениям термина «микроклимат производственных помещений» в ГОСТ 12.1.005–88*, и «оптимальные метеорологические условия» следует понимать как оптимальные параметры микроклимата. – Примеч. Авт.

Отопление – искусственное нагревание помещения в холодный период года для компенсации тепловых потерь и поддержания нормируемой температуры со средней необеспеченностью 50 ч/год.
Далее приведены пункты СП 60.13330.2012, ссылающиеся на документы, которые необходимо учитывать при определении параметров микроклимата и качества воздуха:
• Параметры микроклимата при вентиляции и отоплении следует принимать по ГОСТ 30494, ГОСТ 12.1.005, СанПиН 2.1.2.2645 и СанПиН 2.2.4.548 (п. 5.1).
• Параметры микроклимата при кондиционировании помещений в обслуживаемой зоне жилых, общественных и административно-бытовых помещений – по ГОСТ 30494 (раздел 3) и СанПиН 2.1.2.2645 (п. 5.3 СП).
Важно отметить, что в самом СП 60.13330.2012 также содержатся требования к качеству воздуха и параметрам микроклимата.
Применительно к офисным помещениям интерес представляет только документ ГОСТ 30494. Требования остальных стандартов, с точки зрения автора, могут применяться к современным офисным помещениям только для категории работ Iа.
ГОСТ 12.1.005 введён в действие в 1989 году и, безусловно, устарел, хотя он остаётся самым подробным и удобным в применении документом в части определения предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны (прил. 2).

ГОСТ 30494–2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»

Допустимые параметры микроклимата. Сочетания значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать общее и локальное ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности при усиленном напряжении механизмов терморегуляции и не вызывают повреждений или ухудшения состояния здоровья.
Оптимальные параметры микроклимата. Сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное тепловое состояние организма при минимальном напряжении механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80 % людей, находящихся в помещении.
Оптимальное качество воздуха. Состав воздуха в помещении, при котором при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивается комфортное (оптимальное) состояние организма человека.
Допустимое качество воздуха. Состав воздуха в помещении, при котором при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивается допустимое состояние организма человека. Согласно классификации ГОСТа, для данного случая это помещения категорий 2 и 3а.

Согласно табл. К.1 СП 60.13330.2012, минимальный расход наружного воздуха на одного человека для офисных помещений составляет:
• 40 м 3 /ч для помещений с естественным проветриванием;
• 60 м 3 /ч для помещений без естественного проветривания;
• 20 м 3 /ч для помещений, в которых люди находятся не более 2 ч непрерывно.
Резюмируя вышесказанное, в упрощённом виде нормы в Российской Федерации сводятся к тому, что системы ОВК должны поддерживать в офисном помещении параметры микроклимата согласно табл. 1 и 2, при этом расход наружного воздуха должен соответствовать табл. К.1
СП 60.13330.2012

Параметры микроклимата

Параметры, характеризующие микроклимат в жилых и общественных помещениях (п. 4.2 ГОСТ 30494–2011):
• температура воздуха;
• скорость движения воздуха (осреднённая по объёму обслуживаемой зоны скорость движения воздуха);
• относительная влажность воздуха;
• результирующая температура помещения (комплексный показатель радиационной температуры помещения и температуры воздуха помещения);
• локальная асимметрия результирующей температуры (разность результирующих температур в точке помещения, определённых шаровым термометром для двух противоположных направлений).

На практике результирующая температура помещения и локальная асимметрия результирующей температуры в проектах не рассчитываются и не учитываются. ГОСТ 30494–2011 даёт прямое указание на значения этих параметров (табл. 1, 2).
В различных точках обслуживаемой зоны допускаются следующие отклонения (п. 4.6 ГОСТ 30494–2011):
• перепад температуры воздуха не более 2 °C для оптимальных показателей и 3 °C – для допустимых;
• перепад результирующей температуры помещения по высоте обслуживаемой зоны – не более 2 °C;
• изменение скорости движения воздуха – не более 0,07 м/с для оптимальных показателей и 0,1 м/с – для допустимых;
• изменение относительной влажности воздуха – не более 7 % для оптимальных показателей и 15 % – для допустимых.
В соответствии с табл. А.1. СП 60.13330.2012, допустимая скорость движения воздуха в тёплый период года:
• для общественных и административно-бытовых помещений в 2 раза превышает требования ГОСТ 30494–2011 и составляет 0,5 м/с.
• для производственных помещений с категорией работ Iа (к ним можно отнести офис) меньше требований ГОСТ 30494–2011 – 0,2 м/с.

Европейский подход

Основной нормативный документ для проектирования вентиляции в нежилых зданиях – это EN 13779 «Ventilation for Non-Residential Buildings – Performance Requirements for Ventilation and Room-Conditioning Systems» («Вентиляция в нежилых зданиях. Технические требования к системам вентиляции и кондиционирования»).
Как уже отмечалось, данный стандарт частично переведён на русский язык и принят в формате ГОСТ Р. Важно заметить, что EN 13779 содержит только основные требования к системам вентиляции и кондиционирования воздуха и имеет много ссылок на требования смежных стандартов EN, не все из которых в настоящее время переведены на русский язык.

В части требований к параметрам микроклимата EN 13779 отсылает к EN 15251 «Indoor Environmental Input Parameters for Design and Assessment of Energy Performance of Buildings Addressing Indoor Air Quality, Thermal Environment, Lighting and Acoustics» («Исходные параметры микроклимата помещений для проектирования и оценки энергетической эффективности зданий в отношении качества воздуха, теплового комфорта, освещения и акустики»). В первую очередь стандарт EN 13779 определяет категории качества микроклимата внутри помещений (табл. 3).
Фактический интерес представляют только категории I (высокое качество – больницы, детские сады и т.п.) и II (нормальное качество), используемые при новом строительстве и модернизации систем, а также реставрации зданий, но для полноты картины присутствуют и остальные категории (табл. 4, категория III – приемлимый уровень в существующих зданиях, категория IV – исключения).

Показатель PMV

PMV (predicted mean vote) – это прогнозируемая средняя оценка уровня теплового комфорта. Чувствительность человека к тепловым условиям связана в основном с тепловым балансом его тела.
На этот баланс влияют физическая активность человека, одежда, а также параметры среды: температура воздуха, радиационная температура помещения, подвижность и относительная влажность воздуха.
Баланс температуры достигается в том случае, когда теплота, вырабатываемая человеком, равна потере телом теплоты в окружающей среде (табл. 5). В умеренной среде система терморегуляции человека способна автоматически корректировать температуру кожи и потоотделение для поддержки баланса температуры тела.

Значение PMV рассчитывают по формуле:

где M – метаболизм, Вт;
W – энергозатраты на производство работ сотрудником, Вт;
pa – парциальное давление водяного пара, Па;
ta – температура воздуха, °C;
fcl – коэффициент прикрытой одеждой части тела по отношению к голой коже;
tcl – температура поверхности одежды, °C;
tr – средняя радиационная температура, °C;
hc – коэффициент конвективного теплообмена, Вт/(м 2 • °C);
Icl – коэффициент теплоизоляции одежды, кло;
vr – относительная подвижность воздуха в помещении, м/с,
равная v + 0,005 × (M – 58) (где v – средняя подвижность воздуха в помещении, м/с).

Примечание. 1 метаболическая единица = 1 мет = 58 Вт/м;
1 единица одежды = 1 кло = 0,155 м • °C/Вт.

Показатель PPD

PPD (predicted percentage of dissatisfied) – это показатель, который устанавливает прогнозируемый процент недовольных качеством микроклимата людей, которым слишком тепло или холодно. Под недовольными микроклиматом понимают тех людей, которые будут оценивать среду как «жарко», «тепло», «прохладно» или «холодно» по семибалльной шкале температурной чувствительности (табл. 5).

Значение PPD рассчитывают на основе PMV:
PPD = 100 – 95e – (0,03553PMV4 + 0,02179PMV2) . (2)

Ощущение тепла у людей различное. Даже при самой лучшей системе вентиляции и кондиционирования всегда найдутся те, кто не доволен качеством микроклимата, – минимум 5 % для любых условий микроклимата.
Несмотря на то что расчёт PMV и PPD по формулам (1) и (2) выглядит сложной задачей, в действительности он выполняется очень легко и быстро.
Для определения этих показателей существует огромное количество компьютерных программ (в том числе бесплатных онлайн-программ). Многие программы содержат подсказки и рекомендации по величине значений, используемых при расчёте.
Помимо рекомендаций по уровню PMV и PPD, стандарт EN 15251 содержит и примеры и рекомендации по величине значений температуры (табл. 6) и влажности (табл. 7) воздуха для разных категорий качества микроклимата помещения.
В общих случаях влагосодержание рекомендуется поддерживать на уровне 12 г/кг. Если без секции увлажнения (осушения) на этот показатель выйти не удаётся, то желательно использовать показатели, приведённые в табл. 7, в зависимости от того, увлажнитель или осушитель установлен в системе.

Результаты сравнения российского и европейского подхода

Вернёмся к факторам, определяющим качество микроклимата. В целом, очевидно, что подходы схожи (табл. 8).
Показатели, которых нет в нормах Российской Федерации (коэффициент теплоизоляции одежды, уровень энергозатрат и т. д.), просто учтены в рекомендациях по типам помещений, поэтому де факто они также присутствуют в расчётах.
Тот показатель, которого нет в нормах ЕС (локальная асимметрия результирующей температуры), выделен в отдельную категорию и самостоятельный документ EN ISO 7730.

В EN ISO 7730 содержатся рекомендации по выбору значений локальной асимметрии результирующей температуры, риска сквозняка (draught rate), вертикального градиента температуры в помещении и ещё нескольких показателей, которые используются для ограниченного типа зданий.
Стоит заметить, что, согласно европейской классификации, изначальные рекомендации по уровню теплового комфорта подразумевают, что эти параметры климата оптимальные, т. е. PPD < 20 %. В то время как в России существуют допустимые – с PPD >20 %.
Однако по факту в европейских нормативных документах даётся рекомендация сравнивать экономический эффект и при необходимости снижать уровень качества микроклимата, если такое снижение некритично для сотрудников. Это позволяет значительно уменьшить энергопотребление инженерных систем.

Качество воздуха в помещении

В европейской практике существует два подхода к определению расхода наружного воздуха:
• по рекомендованным значениям расхода наружного воздуха на человека и площадь пола;
• по расчёту расхода, необходимого для поддержания требуемого уровня CO2.
Метод по расчёту расхода подробно описан в ГОСТ Р ЕН 13779–2007. Но для должного эффекта этот метод требует измерения уровня CO2 наружного воздуха в районе строительства на начальном этапе проектирования, а также дальнейшего контроля CO2 внутри помещений при эксплуатации здания. В России такие измерения осуществляются крайне редко. Поэтому в данной статье рассматривается первый подход, который ближе к подходу СП 60.13330.2012.

Рекомендованные значения расхода наружного воздуха на человека и 1 м 2 пола по EN 15251

Расход наружного воздуха складывается из расхода на человека (в зависимости от требований к качеству микроклимата и уровню комфорта человека, табл. 9) и расхода на 1 м 2 пола (в зависимости от уровня эмиссии вредных веществ строительными и отделочными материалами здания, табл. 10).

Сравнение рекомендуемых значений расхода наружного воздуха по СП 60.13330.2012 и EN 15251

Для наглядного сравнения возьмём офис открытой планировки без естественного проветривания. Допустим, площадь офиса составляет 100 м 2 , в нём трудятся 10 человек. При допущении, что расход наружного воздуха будет определяться именно по санитарной норме в приложении «К» СП 60, а не по потребности в тепле/влаге и т.п. в приложении «И» СП 60, получаем 600 м 3 /ч наружного воздуха на офис.
В случае Европейских норм, на это же офис, нам необходимо подать наружного воздуха:

Минимальное значение (категория II, очень малое выделение вредностей):
10 • 25,2 + 1,26 • 100 = 378 м 3 /ч.

Максимумальное значение (категория I, большое выделение вредностей):
10 • 36 + 7,2 • 100 = 1080 м 3 /ч.

Вследствие того что EN 15251 учитывает фактор качества здания с точки зрения эмиссии вредных веществ, параметры расхода наружного воздуха могут колебаться в более широких интервалах. ●

ОБ АВТОРЕ

Владимир Устинов – исполнительный директор ООО «Линдаб».

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ:

На что влияет скорость движения воздуха в закрытых помещениях

Микроклимат в жилых домах и квартирах, офисных и производственных зданиях напрямую влияет на состояние здоровья и работоспособность. Если в помещении холодно, или, наоборот, «нечем дышать», ни о хорошем самочувствии, ни об эффективности труда говорить не приходится. Не менее вреден сквозняк, когда в окна и двери дует, по комнатам или производственным цехам гуляет ветер. Поэтому в полностью закрытых помещениях необходимо поддерживать комфортную температуру и скорость движения воздушных потоков с помощью грамотно организованной системы вентиляции и отопления.

Влияние на организм

Скорость движения воздуха — невидимый, но весьма существенный фактор, который следует рассматривать в комплексе с температурой и влажностью, так как от совокупности данных параметров зависит теплообмен человеческого тела. В плохо отапливаемых помещениях даже «легкий бриз» вызывает переохлаждение, а при высоких температурах усиливает теплоотдачу, создавая «эффект сауны». Кроме того, сквознякам способствует некачественная герметизация стыков, старые оконные рамы, использование напольных вентиляторов. В итоге — простуды, ОРВИ, бронхолегочные заболевания, больничные листы. Поэтому очень важно не допускать ухудшения микроклимата и строго соблюдать существующие нормативы.

Оптимальные показатели

Для производственных участков допустимыми считаются значения, наиболее благоприятные для человека в течение 8-часового рабочего дня. В холодное время года скорость движения воздуха при относительной влажности до 60% и температуре 20-24°C не должна превышать 0,2 м/с, летом — 0,3 м/с. Данные нормативы распространяются также на офисы и жилые комнаты.

Особенности измерения

Измерение микроклимата производится по определенному регламенту. Замеры влажности, температуры и скорости воздуха выполняются точечно, на каждом рабочем месте, перепады параметров анализируются в двух положениях работника: сидя и стоя. Точность показаний обеспечивается за счет использования портативных анемометров, аспирационных психрометров и другой сертифицированной аппаратуры.

В многоэтажных домах контрольные точки располагаются на расстоянии не менее 0,5 м от стен и отопительных приборов, в центре помещения и по 3 уровням высоты, на первом и последнем этаже и в угловых квартирах. Во время замеров желательно полностью исключить сквозняки.

По результатам исследования оформляется экспертное заключение. Если показатели микроклимата не соответствуют СанПиН, наши специалисты разработают рекомендации и комплекс мер, позволяющих исправить ситуацию.

Читайте также

На некоторых производственных предприятиях, например, фабриках, выпускающих продукты питания, существуют особые требования к чистоте.

Радоном называют бесцветный инертный газ без запаха, присутствующий в земной коре повсеместно

Уже скоро вступает в силу решение Совета Евразийской экономической комиссии от 23 июня 2023 года об усилении контроля за ветеринарными лекарственными средствами в продуктах питания. Дата вступления документа в силу – через 12 месяцев после подписания.

Орган инспекции

  • Экспертиза сроков годности
  • Экспертиза проектов СЗЗ, ПДВ, ОВОС
  • Экспертиза проектов перепланировки

Движение воздуха и комфорт — УКЦ

Перемещение воздуха может стать энергоэффективной альтернативой его охлаждению. Однако из-за риска возникновения сквозняков, его принято избегать. Стандарты комфорта устанавливают очень низкие значения максимально допустимой скорости воздуха — даже при сравнительно высокой температуре. Исключением являются случаи, когда движением воздуха можно управлять индивидуально (например, открывая окно в кабинете или включая настольный вентилятор).

Недавние исследования показали, что большинство находящихся в помещении людей хотело бы, чтобы скорость движения воздуха в нем была выше, чем в данный момент. Это справедливо и тогда, когда температура их устраивает, и когда им жарко, и даже когда прохладно. При температуре выше 22,5 °C риск возникновения сквозняка невелик, так что нормы, ограничивающие скорость движения воздуха (ANSI/ ASHRAE 55–2004 «Температурные нормы для пребывания человека»), могут быть изменены в сторону ее увеличения.

Предпочтения относительно скорости воздуха

Рис. 2 Предпочтения, касающиеся

(при скорости больше

В рамках исследований ASHRAE , проводившихся по всему миру, людям задавались прямые вопросы об их предпочтениях, касающихся скорости воздуха. Все здания, в которых проводились исследования, за исключением двух школ с естественной вентиляцией и одного офиса в Сиднее, были полностью кондиционированы.

Таблица 1 содержит данные о предпочтениях относительно скорости воздуха и температурных ощущениях. Данные собирались для двух диапазонов скорости воздуха: менее 0,2 м/c, что соответствует стандарту 55–2004, и более 0,2 м/c (конкретнее — 0,32 м/c). Очевидно, что, если температура в помещении казалась испытуемым нормальной или выше нормы, лишь малая часть (меньше 7 %) хотела бы уменьшить скорость перемещения воздуха. Это справедливо даже для скорости выше 0,2 м/c.

Только если людям в помещении становится очень холодно, желающих, чтобы скорость воздуха была поменьше, становится больше.

Также в таблице приведены значения «действующей температуры». Эта величина учитывает температуру воздуха, воздействующую на тело путем конвекции, и поверхностную температуру окружающих предметов, воздействующую путем излучения. Для одного и того же субъективного ощущения действующая температура при более высокой скорости воздуха на 1,5–2 °C выше, чем при меньшей. То есть, если увеличить скорость воздушного потока, человек будет продолжать чувствовать себя комфортно при более высокой температуре.

Таблица 1. Предпочтения, касающиеся движения воздуха
Температурное ощущение Диапазон, скоростей воздуха, м/с Процент опрошенных, которым хотелось бы: Действующая температура (стандартное отклонение), С°
уменьшить воздушный поток оставить все изменений увеличить воздушный поток
Холодно ( <2,5) 0 до 0,2 33,33 46,85 19,82 111 22,66 (0,91)
>=0,2 50,00 42,3 7,69 26 23,50(1,45)
Прохладно (-2,5 до 1,5) 0 до 0,2 13,07 60,47 26,47 597 22,92 (1,08)
>=0,2 11,55 72,51 15,94 251 24,28 (2,0)
Немного прохладно 0 до 0,2 10,75 53,08 36,17 1153 23,05 (1,23)
>=0,2 11,35 62,23 26,42 458 24,59 (2,16)
Нормально (±0,5) 0 до 0,2 2,62 51,46 45,92 1407 23,30 (1,23)
>=0,2 4,62 57,26 38,12 585 24,86 (2,03)
Тепло (0,5 до 1,5) 0 до 0,2 2,31 27,73 69,95 822 23,65 (1,41)
>=0,2 3,36 30,87 65,77 298 25,46 (1,85)
Очень тепло (1,5 до 2,5) 0 до 0,2 4,24 18,37 77,39 283 23,75 (1,58)
>=0,2 4,96 28,93 66,12 121 25,79 (2,08)
Жарко >2,5 0 до 0,2 4,55 0 95,45 22 24,96 (1,28)
>=0,2 7,14 14,29 78,57 14 26,23 (2,04)

Перемещение воздуха в диапазоне ощущений от «нормально» до «тепло»

Рис. 3 Предпочтения людей,

для которых текущая скорость воздуха

для которых текущая скорость воздуха

На следующих графиках представлены предпочтения относительно скорости воздуха для диапазона ощущений температуры от «нормально» до «тепло».

Рисунок 1 показывает, что в данном диапазоне ощущений большинство людей хотят более высокой скорости движения воздуха. Их значительно больше, чем тех, кто хочет ее снижения (52 % против 3 %). Их также больше, чем тех, кого устраивает текущая скорость.

На рисунке 2 видно, что при более высокой скорости воздуха, тех, кто хочет, чтобы она была еще выше, все еще много — около 47 %.

На рисунках 3 и 4 показано соотношение людей, для которых скорость воздуха кажется приемлемой, и тех, кто считает иначе, при соблюдении стандарта 55–2004 и при превышении его ограничений.

Методика ASHRAE позволяет рассчитать риск возникновения сквозняка для каждого случая из данного исследования. Судя по полученным данным, в случае, когда риск превышает 20 %, доля тех, кто хотел бы уменьшить скорость воздушного потока, составляет 8 %; 59 % испытуемых при этом скорость воздуха устраивает, треть опрошенных считает ее недостаточной. То есть, даже когда риск возникновения сквозняка недопустимо высок, 92 % не хотят уменьшения скорости воздуха.

Предпосылки изменения стандарта 55

Доработка стандарта 55–2004 предусматривает введение двухступенчатой процедуры вычисления комфортных значений температуры, излучения, влажности и скорости перемещения воздуха. Оба этапа процедуры могут проводиться с использованием инструмента « ASHRAE Thermal Control».

Первый шаг останется тем же, что и в прежнем стандарте, — вычисляется значение действующей температуры, которое при данной влажности соответствует стандарту комфорта для неподвижного воздуха.

Второй шаг устанавливает скорость воздуха. При этом принимается во внимание индекс комфортности по Фангеру ( PMV ) — модель теплового баланса человека, учитывающая параметры окружающей среды, степень одетости человека (параметр измеряется в единицах под названием clo) и насколько активным физическим трудом он занят (измеряется в единицах met). Процедуры, используемые на этом этапе, позволяют более точно оценивать охлаждение тела за счет конвекции.

Одинаковые тепловой баланс и влажность кожи соответствуют одному и тому же значению стандартной эффективной температуры (СЭТ) . Точки с равной СЭТ при разной скорости воздуха можно отобразить в виде соответствующей кривой.

Этот шаг иллюстрирует график на рис. 5. На нем изображены комфортные зоны для разной степени одетости — 0,5 clo (летний костюм — рубашка с коротким рукавом и легкие брюки) и 1,0 clo (плотный деловой костюм) при физической активности, соответствующей 1,1 met.

График, полученный на первом этапе процедуры, расположен вдоль оси абсцисс — в зоне, соответствующей неподвижному воздуху.

Комфортные условия соответствуют диапазону от –0,5 PMV (между «легкой прохладой» и «нормально») до +0,5 PMV (между «нормально» и «тепло»).

Ограничение скорости воздуха

Рис. 5 Увеличение скорости

г. Оринда. Оранжевыми кругами

обозначены потолочные вентиляторы,

светло-оранжевые круги показывают

зоны, в которых создается

воздушный поток со скоростью

На рис. 5 изображены дополнительные границы, не основанные на значении СЭТ. Они делятся на две категории: для помещений с местным управлением скоростью воздуха и без него.

Местное управление подразумевает, что каждые шесть человек (или меньше) могут выбирать для себя подходящую скорость воздуха или индивидуальный режим вентиляции может обеспечиваться для каждых 84 м 2 (и менее) здания.

Зона комфорта без такого управления обозначена на рис. 5 светло-серым цветом. Она соответствует обычной офисной работе; для других типов активности пока собрано мало данных.

Для действующей температуры выше 25,5 °C верхний предел скорости воздуха — 0,8 м/c.

При температуре меньше 22,5 °C эта граница — 0,15 м/c. Она соответствует воздушному потоку, создаваемому самим работником при активности 1,2 met.

Между 22,5 °C и 25,5 °C предельное значение определяется по кривой, разделяющей темно- и светло-серые области на рис. 5. Ограничение скорости движения воздуха в этом диапазоне температур вызвано предупреждением возникновения сквозняка, а не условиями комфорта.

Управление местной вентиляцией в зависимости от температуры может существенно улучшить микроклимат в помещении. Автономные устройства, — например потолочные вентиляторы — могут быть оснащены контроллерами, меняющими скорость вращения в зависимости от температуры.

Измерения скорости движения воздуха

Стандарт предусматривает определение средней скорости воздуха по результатам измерений на высоте 0,1, 0,6 и 1,1 метра. Измерения должны проводиться в зоне предполагаемого пребывания людей. Чтобы предотвратить использование стандарта для оправдания недостатков конструкции кондиционеров, сбрасывающих холодный воздух вниз (а не распределяющих по всему объему помещения), берется наименьшее значение температуры.

При температуре ниже 22,5 °C проблемой становится чувство дискомфорта, проще говоря, начинают мерзнуть открытые части тела. Поскольку их наличие не учитывается методами, основанными на СЭТ и PMV , принят следующий подход: для вычисления СЭТ используют максимальное значение скорости воздуха и наименьшую температуру. Учитывать интенсивность турбулентности для определения риска сквозняка при этом не нужно.

Лабораторная проверка

Рис.7 Применение потолочных вентиляторов

В лабораторных исследованиях условия, соответствующие «холодной» стороне светло-серой области рис. 5, были признаны вполне приемлемыми и даже оптимальными. При скорости воздуха выше 0,4 м/с и температуре между 22,5 °C и 25,5 °C 32 % испытуемых хотели бы большей скорости движения воздуха; 59 % — ничего менять бы не стали и только 9 % хотели бы уменьшить скорость движения воздуха.

При 25,5 °C поток воздуха со скоростью 1 м/c, созданный потолочными вентиляторами, сочли приемлемым от 77 % до 100 % опрошенных. Фронтальный обдув рабочего места со скоростью 0,8 м/c посчитали допустимым 80 % испытуемых. В исследованиях, где людям предлагалось самим установить предпочтительную скорость воздуха, ее значение часто превышало 1 м/c.

Требования к скорости воздуха в производственных помещениях

Стандарт 55 содержит дополнения (Приложение f), касающиеся более интенсивных физических нагрузок, чем работа в офисе, например промышленного производства. Такая работа сопровождается интенсивным выделением пота. За счет его испарения увеличение скорости воздуха приводит к более интенсивному охлаждению. При использовании СЭТ как описано выше, более «жаркие» условия при высокой скорости воздуха приравниваются к более низким температурам при меньшей скорости. Никаких особых ограничений для скорости воздуха здесь нет.

Практическое воздействие

Новые нормы позволяют проектировщикам использовать вентиляторы, естественную тягу и окна как альтернативу механическому охлаждению воздуха. Ниже приведены примеры реализации подобных проектов.

Рис. 8 Потолочные вентиляторы в

Здание муниципалитета города Оринда, Калифорния, США (рис. 6). Потолочные вентиляторы используются в комбинации с пассивным охлаждением через окна и тяговой вентиляции с охлаждением за счет испарения вместо компрессорного охлаждения. Здание имеет площадь 1300 м 2 , в нем полный рабочий день трудятся 40 человек, проводятся встречи и конференции.

Система управления зданием, основываясь на разнице температур на улице и в помещении, открывает или закрывает вентиляционные окна и сигнализирует обитателям здания о том, что им нужно открыть или закрыть окно в своем офисе. В офисах, конференц-зале и местах общего пользования размещены 36 вентиляторов с размахом лопастей 1321 мм. Рис. 7 показывает два помещения, в одном из которых (слева) четыре потолочных вентилятора размещены на площади 100 м 2 . Справа изображены коридор и индивидуальные кабинки общей площадью 273 м 2 , обслуживаемые 10 вентиляторами. Вентиляторы включаются по одному или группами по два-три при помощи настенных выключателей, позволяющих выставить одно из трех значений скорости. Каждый вентилятор потребляет от 30 до 70 Вт. По проекту создание воздушного потока со скоростью 0,75 м/с позволяет компенсировать повышение температуры на 2,6 °C. Моделирование показывает, что от 100 до 200 часов в году, когда испарители не справляются с охлаждением, только применение вентиляторов позволяет поддерживать необходимый уровень комфорта.

Здание муниципалитета используется уже полтора года, нареканий к системе вентиляции не возникало.

Конструкторское бюро, г. Аламеда, Калифорния, США (рис. 8). Этот офис площадью 223 м 2 охлаждается только за счет оконной вентиляции, автоматических штор, потолочных и настольных вентиляторов. Потолочные вентиляторы управляются индивидуально или группами по два при помощи блока управления при входе. Их лопасти, разработанные компанией Florida Solar Energy Center/AeroVironment, обеспечивают более высокую по сравнению с обычными вентиляторами эффективность. Потребляя от 9 до 50 Вт, вентиляторы позволяют создавать поток воздуха со скоростью от 0,4 до 1,6 м/c.

Заключение

Грядущее изменение стандарта 55–2004 будет включать в себя новые правила использования движения воздуха. Использование модели СЭТ показывает, что повышение скорости воздуха делает приемлемой более высокую температуру в помещении. Новые положения стандарта должны способствовать разработке и более широкому использованию систем пассивного охлаждения; механического охлаждения, использующего естественный воздухообмен; систем охлаждения испарением, а также систем кондиционирования смешанного типа.

Приведенные выше примеры иллюстрируют возможности использования движения воздуха вместо традиционного кондиционирования.


Эдвард Аренс, Ph. D., профессор и директор Центра по изучению микроклимата зданий Калифорнийского университета в Беркли, член ASHRAE , участник комитета по подготовке стандартов ( SSPC ); Стивен Тернер, дипломированный инженер, председатель комитета по подготовке стандартов, член ASHRAE; Хьюи Джан, Ph. D., исследователь Центра по изучению микроклимата зданий; Гвелен Палиага, ассоциированный член ASHRAE, участник комитета по подготовке стандартов

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *