Енергетичний аудит будівель і споруд

Значительную часть жизни человек проводит в помещениях: жилых, общественных, производственных зданиях, транспорте. Здоровье и работоспособность человека зависит от того насколько помещение в санитарно-гигиеническом отношении удовлетворяет его физиологическим требованиям.

Ограждающие конструкции  зданий защищают помещения от непосредственных атмосферных воздействий, однако только внешней защиты для круглогодичного поддержания необходимых внутренних условий недостаточно.

Теплоснабжение, отопление, вентиляция и кондиционирование служит для создания микроклимата в помещениях, то есть комфортных благоприятных условий для пребывания человека, (нарушение теплового баланса человека ухудшает его самочувствие и трудоспособность).

От этих условий зависит нормальное протекание производственных процессов, долговечность строительных конструкций и оборудования.

В закрытых помещениях в зависимости от их назначения и характера проводимой в них работы создаются различные  температурно-влажностные условия.

Под микроклиматом помещения и понимается совокупность теплового, воздушного и влажностного режимов и их взаимосвязь.

Основными параметрами микроклимата в помещениях являются:

температура внутреннего воздуха - t_вн,

интенсивность теплового (инфракрасного) облучения, температура поверхности; (радиационная температура помещения (усредненная температура всех ограждающих поверхностей в помещении)– t_R,

скорость движения (подвижность) воздуха - w,

относительная влажность воздуха - j.

Сочетание этих параметров микроклимата, при которых сохраняется тепловое равновесие в организме человека называют комфортными или оптимальными условиями.

Эти условия должны быть выполнены во всем объеме рабочей зоны (зоны обслуживания - ЗО) помещения (в пространстве высотой 2 м над уровнем пола, по европейским нормам 1,8 м) или на отдельных рабочих местах.

Состояние комфорта должно быть также обеспечено при нахождении человека в непосредственной близости от нагретых или охлажденных поверхностей.

В человеческом организме в результате физиологических процессов непрерывно вырабатывается тепло. Это тепло должно быть отдано окружающей среде, так как организм человека стремится сохранять   постоянную температуру (36,6 °С).

Количество тепла, вырабатываемого в организме, различно и зависит от возраста, индивидуальных особенностей человека, степени тяжести выполняемой им работы и др. В спокойном состоянии взрослый человек вырабатывает 88—105 Вт, при тяжелой работе — 300—460 Вт, а при максимально возможных кратковременных нагрузках — до 1000 Вт.

Основная часть этого тепла отдается окружающей среде, и только небольшая часть (меньше 10%) теряется в результате естественного обмена веществ.

Отдача тепла происходит путем лучистого теплообмена с окружающими поверхностями, конвективной теплоотдачи воздуху и в результате испарения влаги с поверхности тела.

При интенсивной физической работе основная доля отдаваемого тепла расходуется на испарение пота.

 Взрослый человек в спокойном состоянии при обычных условиях теряет приблизительно половину тепла излуче­нием, четверть конвекцией, а четверть тепла расходует на испарение.

Подвижность воздуха влияет на теплоотдачу человека конвекцией. Обычно в ЗО (зоне обслуживания) на расстоянии 0,15 м от стены при температуре воздуха 23-24 °С допустимой считается подвижность 0,15 м/с, [5].

Общий подход к гигиенической оценке тепловой обстановки в помещении сформулировал В.Н. Богословский. [6]. ( и Богословский В.Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха): учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1982.).

В.Н. Богословский выделил два условия комфортного пребывания человека в помещении.

Первое условие гласит, что комфортной будет такая температурная обстановка, при которой человек, находясь в центре помещения, не испытывает перегрева или переохлаждения.

Это условие ограничивает область сочетаний параметров микроклимата помещения.

Второе условие определяет температурный комфорт для человека, находящегося на границе обслуживаемой зоны помещения около нагретых или охлажденных поверхностей, и связано с положительной или отрицательной интенсивностью лучистого теплообмена человека (с радиационным балансом на наиболее невыгодно расположенной и наиболее чувствительной к излучению части поверхности тела человека).

(Радиационная температура представляет интерес на границе обслуживаемой зоны помещения.

Например, человек, стоящий зимой у окна, может испытать лучистое переохлаждение от окна, а голова человека, находящегося под панелью потолочного лучистого отопления, может ощутить перегрев от этой панели.)

Диапазон чувствительности человека к изменению температуры в помещении составляет в зависимости от выполняемой им работы от 1 до 3,5 ^oС.

Но для большинства людей, находящихся в жилых и  общественных зданиях, допустимое отклонение составляет 1,5ºС, [7].

Микроклимат помещения [8] – Условия внутренней среды помещения, которые влияют на тепловой обмен человека с окружающей средой путем конвекции,  кондукции (теплопроводности),  теплового излучения  и испарения влаги;  эти условия определяются сочетанием температуры, относительной влажности и скорости  движения  воздуха, температуры окружающих человека поверхностей, и интенсивностью теплового (инфракрасного) излучения.

Теплоснабжение в Украине осуществляется согласно Закону Украины «О теплоснабжении», [9] дата вступления, в силу которого 06.07.2005 г. с изменениями и дополнениями, внесенными в 2010г.

[6] стр.189  Расчетные тепловые условия в помещении назначаются в зависимости от его функционального назначения и санитарно-гигиенических требований.

Для большинства жилых и  общественных зданий эти условия приблизительно одинаковы.

В промышленных производствах можно выделить несколько групп, условия в которых назначаются также приблизительно одинаковыми.

Однако кроме санитарно-гигиенических и технологических требований, важным во всех случаях является вопрос о степени обеспеченности заданных внутренних условий.

В таких зданиях, как больницы, родильные дома, детские ясли, а также в некоторых цехах с жесткими  технологическими режимами требуется высокая степень обеспеченности заданных тепловых условий. Эти условия должны выдерживаться в них при любых погодных условиях.

В зданиях общего назначения (жилых и  общественных зданий) возможны разовые кратковременные отклонения от заданных (расчетных) условий.

В зданиях второстепенного назначения, периодически функционирующих, с кратковременным пребыванием людей (торговые и выставочные залы, залы ожидания для пассажиров и др.) степень обеспеченности заданных внутренних условий может быть ещё более низкой.

В качестве показателя обеспеченности заданных внутренних условий принимают показатель обеспеченности расчетных параметров наружного воздуха.

Коэффициент обеспеченности показывает число случаев п, при которых недопустимо отклонение от расчетных условий. (таблица1.1).

Таблица 1.1- Коэффициент обеспеченности расчетных условий для холодного периода года

Зная К_об.n можно сказать, в скольких случаях (в % или долях) возможно отклонение от расчетных условий. Например, если К_об.n = 0,92, это означает, что только в 4 зимах из 50 (или 8 из 100) в периоды наибольших зимних похолоданий могут быть отклонения условий в помещении от расчетных.