УСЛОВИЯ И ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОКЛИМАТА И

Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань: АИСИ, 2011. 290 с.
УСЛОВИЯ И ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОКЛИМАТА
И. С. Просвирина
Астраханский инженерно-строительный институт
г. Астрахань, Россия
Параметры микроклимата формируются в результате воздействия на
помещение наружной среды, технологического процесса в помещении и систем
отопления-охлаждения и вентиляции или кондиционирования воздуха.
Человеческий организм наделен способностью реагировать на
неблагоприятные условия. Постоянная духота и влажность вызывают
повышенное потоотделение и учащенное дыхание. Длительное нахождение в
неблагоприятных условиях вызывает стресс в организме, что может вызвать
ухудшение самочувствия и подорвать здоровье.
Созданию благоприятных условий в помещениях, где человек проводит
большую часть времени, должно уделяться огромное значение. И одним из
основных направлений в этом деле является создание комфортной атмосферы,
лишенной повышенной концентрации вредных веществ или углекислого газа
[1]. Приоритет обеспечения свежим воздухом вызван тем, что для
общественных помещений, наиболее острой проблемой является высокая
влажность и духота, спертый воздух и недостаток кислорода. Устранение
дисбаланса в составе атмосферы и обеспечение оптимального микроклимата в
жилых и офисных помещениях достигается установкой систем вентиляции.
Учитывая различную степень приспособленности человеческого
организма переносить духоту и неприятные запахи, была составлена экспертная
оценка [3], присутствующими на занятиях студентами, фактического состояния
микроклимата в лекционном помещении. Оценка производилась по следующим
критериям: по характеру теплоощущений организма студента (холодно,
комфортно, жарко), наличие посторонних запахов (присутствие наружного запаха,
присутствие внутреннего запаха и его отсутствие), степень подвижности воздуха
(духота, комфорт и наличие сквозняка), способность воспринимать и излагать
материал (неудовлетворительная и хорошая).
Из всех признаков большинство респондентов (78 %) отметили
комфортные условия микроклимата в помещении, но тем не менее 22 %
студентов наблюдали отклонения от нормы, что в последствии может привести
к ухудшению самочувствия и неусвоению материала и как следствие пропуску
занятий.
Эффективная вентиляция позволяет создать такие параметры атмосферы
в помещении, которые смогут обеспечить хорошее самочувствие, высокую
работоспособность или полноценный отдых в вентилируемом помещении.
Борьба со сквозняками и стремление сберечь тепло в холодное время года
приводят к тому, что все щели, откуда свежий воздух естественным образом
поступал в помещение, оказываются закупоренными. В таких условиях
стандартная система пассивной вентиляции перестает работать, что приводит к
застойным явлениям в атмосфере помещения и резкому ухудшению
микроклимата. Без качественной вентиляции в этом случае обойтись просто
105
Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань: АИСИ, 2011. 290 с.
невозможно. В летнее время, когда на улице жара и окна отрыты, о хорошем
микроклимате говорить также не приходится. Уличный шум и пыль, свободно
проникающие извне, летающий по комнате тополиный пух и сквозняки. Такие
условия никак нельзя отнести к нормальному микроклимату в помещении.
Поэтому, качественная система вентиляции, способная обеспечить поступление
свежего воздуха и при этом устранить негативные факторы, связанные с этим
процессом, востребована круглый год.
В целом система поддержания благоприятных условий в помещении
должна включать в себя не только вентиляцию помещений, но и
предусматривать меры по созданию комфортной температуры, оптимального
освещения и прочее. Но проблема свежего воздуха является наиболее
распространенной при обеспечении нормального микроклимата. Поэтому, даже
имея хорошую систему отопления и современные светодиодные светильники,
невозможно добиться оптимальных показателей среды обитания в помещениях
без эффективной системы вентиляции.
Параметры микроклимата формируются под воздействием на помещение
потоков теплоты, влаги, газовых примесей.
Процессы трансформации потоков тепла, влаги и воздуха, в результате
которых происходит изменение параметров микроклимата, и есть процессы
формирования микроклимата.
В связи с этим постановка вопроса формирования микроклимата
помещений большого объема становится актуальной.
Теплообмен в таких помещениях обусловлен поступлением в него
тепловых потоков между поверхностями ограждений и отопительными
приборами и воздухом помещения. Помимо этого, учитывая массовость
студентов, в помещение поступает теплота, отдаваемая испарением с
поверхности кожи, скрытая и явная теплота, отдаваемая человеком с
выдыхаемым воздухом, а также конвективная теплоотдача [2].
Стоки тепла (тепловые потоки, направленные из помещения), как
правило – теплопотери через наружные ограждения и тепловые потоки с
охлажденным воздухом. Источники и стоки могут быть чисто конвективными и
смешанными – лучисто-конвективными. Следует иметь в виду, что потоки
разной природы по-разному формируют температурные условия в помещении.
Так, лучистые потоки поглощаются поверхностями ограждений и мебели и
приводят к их нагреву. Распределение лучистых потоков в помещении носит,
как правило, неравномерный или асимметричный характер, что приводит к
неравномерному нагреву отдельных поверхностей.
Так как поверхности ограждений обладают тепловой инерцией,
теплообмен протекает в нестационарном режиме. Подвижность воздуха
несколько интенсифицирует естественный теплообмен на поверхностях.
Конвективное тепло поступает непосредственно в воздух, который не
обладает тепловой инерцией, что приводит к быстрому изменению
температуры воздуха.
В помещениях большого объема происходит медленное перемешивание
воздуха, что приводит к неравномерному распределению температуры воздуха.
106
Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань: АИСИ, 2011. 290 с.
Перемещение потоков воздуха имеет место как между помещениями в
пределах здания, так и в пределах одного помещения. Помимо этого, в
помещение через наружные ограждения поступает наружный или удаляется
внутренний воздух. Потоки воздуха, попадающие в помещение из других
помещений, несут с собой газовые примеси, загрязняющие воздух помещения.
Наружный воздух, как правило, охлаждает помещение.
солнечная радиация
вентиляция
ветер
человек
система
отоплени
Рисунок 1 - Перемещение потоков в помещении
Движение потоков воздуха внутри помещения (рис. 1) возникает около
нагретых поверхностей отопительных приборов и человека и охлажденных
поверхностей наружных ограждений (так называемые конвективные
источники, формирующие конвективные струи). Наиболее интенсивное
движение воздуха в помещении связано с действием вентиляционных струй. В
результате перемещения потоков воздуха в объеме помещения имеет место
неравномерное распределение газовых примесей, температуры, влажности и
подвижности воздуха. В пределах рабочей зоны помещения возникают
застойные зоны с вихреобразным движением воздуха, в которых могут
накапливаться вредные примеси, что недопустимо.
Молекулярная диффузия паров и газов в воздухе имеет место за счёт
разности парциального давления в непосредственной близости от источника
примесей и в удалении от него. Вследствие подвижности воздуха скорость
распространения вредных примесей в объеме помещения во много раз
превышает скорость диффузии. Поэтому этот процесс не оказывает
существенного влияния на формирование параметра микроклимата концентрации газовой вредности в той мере, как, например перемещение
потоков воздуха в помещении.
Приведенные выше соображения свидетельствуют о многообразии
прямых и косвенных связей параметров здания и условий формирования
микроклимата в нём, что является целью исследований автора.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Кувшинов Ю.Я. Теоретические основы обеспечения микроклимата помещения. М.: АСВ.
2007 г. 212 с.
2. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Ч. 1: Теоретические основы
создания микроклимата здания. Полушкин В.И., Русак О.Н., Бурцев С.И. и др., СПб.:
Профессия. 2002 г. 176 с.
107
Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань: АИСИ, 2011. 290 с.
3. Досалиев Р.Х., Досаева Р.К., Филин В.А., Просвирина И.С. Исследование микроклимата
учебных помещений образовательных учреждений на примере учебного корпуса
Астраханского инженерно-строительного института. Инновационные технологии в
управлении, образовании, промышленности «АСТИНТЕХ-2010», том 2. - с. 34-36
108