Теплова обстановка в приміщеннях

 

Біля 80% свого життя людина проводить у приміщеннях: житлових, цивільних, виробничих будівлях. Здоров’я і працездатність людини значною мірою залежать від того, наскільки приміщення в санітарно-гігієнічному відношенні задовольняє її фізіологічні потреби.

Україна відстає від розвинених країн Європи з вирішення питань нормування мікроклімату приміщень. Параметри мікроклімату приміщень регламентовано ДБН В.2.2-15-2005 " Житлові будівлі. Основні положення", ДБН В.2.5-24-2003 " Електрична кабельна система опалення", які не є достатніми для нормування параметрів різних систем забезпечення мікроклімату.

Найбільш повно нормування параметрів мікроклімату приміщень представлено у міжнародному стандарті ISO 7730 Third edition 2005-11-15 Ergonomics of the thermal environment − Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria (Ергономіка теплових умов − Визначення і пояснення теплового комфорту з використанням PMV (прогнозоване середнє значення тепловідчуття) і PPD (прогнозований відсоток незадоволених) показників і критеріїв місцевого теплового комфорту).

Аналіз вимог вітчизняних та міжнародних норм щодо характеристик мікроклімату показують, що:

• вітчизняне нормування систем забезпечення мікроклімату не завжди відповідає сучасному рівню забезпечення теплового комфорту;

• на тепловий дискомфорт впливає більше факторів, ніж зазвичай розглядаються на практиці при проектуванні. Серед них − ступінь турбулентності повітря, радіаційна температура нагрівальних/охолоджуючих поверхонь, асиметрія радіаційної температури;

• улаштування навіть найсучаснішого обладнання в будівлі не означає досягнення необхідних параметрів теплового комфорту;

• система, що попередньо запроектована та експлуатується за високими показниками забезпечення теплового комфорту, не гарантує задоволеність мікрокліматом, оскільки навіть найвищі умови допускають наявність незадоволених, що відчувають дискомфорт;

• в основі сучасного створення теплового комфорту є забезпечення індивідуальних потреб кожної людини за допомогою місцевого (у приміщенні) автоматичного регулювання інженерними системами, що забезпечують мікроклімат.

Вихідні дані для проектування та перевірки параметрів внутрішнього середовища приміщень в країнах Євросоюзу приймають відповідно до EN 15251: 2007 Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics(Параметри внутрішнього середовища для проектування та визначення ефективності будівель по якості внутрішнього повітря, теплового стану, освітлення та акустики). За цією нормою визначаються параметри внутрішнього середовища приміщень для проектування систем опалення, охолодження, вентиляції, освітлення. Ця норма включає в себе положення ISO 7730, доповнює їх вимогами щодо повітрообміну та акустики для різних типів будівель і приміщень, включає роз’яснення з використання тих чи інших параметрів, особливостей проектування будівель з системами охолодження (кондиціювання), з природною та механічною вентиляцією, житлових та не житлових будівель тощо.

Однією з відмінностей від вітчизняного нормування за допустимими та оптимальними параметрами мікроклімату є європейське нормування по чотирьох рівнях забезпечення внутрішнього середовища:

• А (I) − найвищий, рекомендований для використання в приміщеннях з чутливими та хворобливими людьми зі специфічними вимогами, зокрема – розумово неповноцінних, хворих, дітей молодшого віку, осіб похилого віку;

• В (II) − нормальний, рекомендований для використання в приміщеннях будівель, що будуються або реконструюються;

• С (III) − допустимий, рекомендований для приміщень будівель, що експлуатуються;

• D (IV) − достатній, рекомендований для приміщень, що використовуються обмежений період часу протягом року.

Особлива увага надається в нормах якості внутрішнього повітря, що обумовлене внутрішнім забрудненням. Питомі (на особу або на квадратний метр площі приміщення) норми вентиляційного повітря для приміщень розподілені на три рівні забрудненості внутрішнього повітря:

• найнижчий − для будівель, опорядження та поверхня інтер’єру яких виконані тільки з природних традиційних матеріалів, таких як: камінь; скло; матеріали з рівнем виділення забруднюючих речовин: леткі органічні сполуки – до 0, 1 мг/м² год., формальдегід – до 0, 02 мг/м² год., аміак – до 0, 01 мг/м² год., канцерогени – до 0, 002 мг/м² год. та матеріалів, ступінь незадоволеності запахом яких серед людей становить до 10%;

• низький − для будівель, опорядження та поверхня інтер’єру яких виконані тільки з природних традиційних матеріалів, таких як: камінь; скло; матеріали з рівнем виділення забруднюючих речовин: леткі органічні сполуки – до 0, 2 мг/м² год., формальдегід – до 0, 05 мг/м² год., аміак – до 0, 03 мг/м² год., канцерогени – до 0, 005 мг/м² год. та матеріалів, ступінь незадоволеності запахом яких серед людей становить до 15%;

• високий − для будівель, які не задовольняють вищезазначеним вимогам.

Зазначену оцінку якості внутрішнього повітря приймають для будівель громадського призначення. При цьому враховують наявність людей, що курять, для яких необхідно збільшувати кратність повітрообміну в усіх приміщеннях.

Для житлових будівель використовується близький до вітчизняної практики підхід до проектування: нормування кратності витрат повітря для вітальні та спальні − 1, 44 год.^{− 1} та нормування витрат повітря для кухні, ванної кімнати та туалету відповідно − 72 м³/год., 54 м³/год., 36 м³/год. Кратність повітрообміну за загальною площею квартири прийнята 0, 6. За остаточний приймають повітрообмін, що є найбільшим із розрахункових за кратністю або за витратою. У нормі зазначено, що необхідно передбачити можливість зниження витрат повітря в приміщенні за відсутності людей.

Зазначені показники повітрообміну приймають для будівель, що будуються та реконструюються. Вони відрізняються як у більший, так і у менший бік від положень вітчизняних ДБН В.2.2-15-2005 " Житлові будівлі. Основні положення". Загалом, нормований повітрообмін за вимогами європейських норм менший, ніж за вітчизняними нормами. Це дозволяє зменшити витрати тепла з вентиляційним повітрям, що видаляється. Тим більше, що із зменшенням втрат тепла через огороджувальні конструкції (чого намагаються досягнути усі країни, у т.ч. і Україна) збільшується частина тепловтрат із вентиляційним повітрям у загальному тепловому балансі будівлі.

Під мікрокліматом приміщення розуміють сукупність теплового, повітряного і вологісного режимів та їх взаємозв’язку. Особливу увагу необхідно приділяти забезпеченню теплового режиму в будівлях при різких похолоданнях, надійній роботі теплопостачального устаткування. Мікроклімат приміщення визначається температурою внутрішнього повітря , радіаційною температурою приміщення (усередненою температурою його огороджувальних поверхонь) , швидкістю прямування і відносною вологістю повітря.

Поєднання вище згаданих параметрів мікроклімату, при яких зберігається теплова рівновага в організмі людини, називають комфортним.

Зони комфортних сполучень та для цивільних будівель у холодний і теплий періоди року подані на рис. 5.1.

Температурну обстановку в приміщенні визначають двома умовами комфортності. Перша умова комфортності температурної обстановки визначає таку зону співвідношення та , за умови якої, людина, знаходячись у центрі робочої зони, не відчуває ні перегріву, ні переохолодження. Як правило для спокійної людини , при легкій роботі – 19÷ 21º С, при важкій роботі – 14÷ 16º С.

 

1 – для холодного періоду року; 2 – для теплого періоду року

Рисунок 5.1 – Зони комфортного співвідношення температур та у житлових приміщеннях

 

Для холодного періоду перша умова характеризується формулою:

 

,

(5.1)

 

де – температура приміщення, , º С.

 

Друга умова комфортності визначає припустимі температури нагрітих і охолоджених поверхонь під час перебування людини безпосередньо близь них. Щоб уникнути неприпустимого радіаційного перегріву або переохолодження голови людини, поверхні стелі та стін можуть бути нагріті до припустимої температури або охолоджені до температури , де – коефіцієнт випромінювання від поверхні елементарної площадки на голові людини в бік нагрітої або охолодженої поверхні.

Температура поверхні холодної підлоги може бути нижче температури повітря приміщення не більше ніж на 2÷ 2, 5º С, оскільки з нею стикається стопа людини, що особливо реагує на холод. Водночас температура поверхні підлоги не повинна перевищувати 22÷ 34º С у залежності від призначення приміщення.

Розрахункова температура внутрішнього повітря визначається призначенням приміщення, вона повинна забезпечувати добре самопочуття людини з огляду на її діяльність, волого- і тепловиділення, випромінювання від внутрішніх поверхонь, небезпеки конденсації на них вологи тощо.

За розрахункову внутрішню температуру приміщень приймають температуру повітря на висоті 1, 5 м від рівня підлоги і на відстані не ближче 1 м від зовнішньої стіни. В інших точках приміщення температура повітря дещо відрізняється від розрахункової. Розрахункові значення температури й вологості повітря приміщень приймають згідно табл. 5.1, а розрахункові температури повітря і вимоги до повітрообміну в приміщеннях слід приймати згідно з табл. 5.2.

 

Таблиця 5.1 – Розрахункові значення температури та вологості повітря приміщень

Призначення будівлі	Розрахункова температура внутрішнього повітря, , º С	Розрахункове значення відносної вологості, , %
Житлові будівлі
Громадські та адміністративні будівлі		50 – 60
Лікувальні та дитячі навчальні установи
Дошкільні установи

Примітка: при проектуванні огороджувальних конструкцій окремих приміщень розрахункові параметри температури та вологості повітря уточнюються з урахуванням вимог інших чинних нормативних документів.

Таблиця 5.2 – Розрахункові температури повітря і вимоги до повітрообміну в приміщеннях

Приміщення	Розрахункова температура взимку, º С	Вимоги до повітрообміну
Приплив	Витяжка
Загальна кімната, спальня, кабінет		1-кратн.1)	—
Загальна кімната квартири площею 120 м2 і більше		1-кратн.1)	1-кратн.
Кухня			за повітряним балансом квартири, але не менше, м3/год.:
Кухня-їдальня		1-кратн.1)
Ванна	252)	—
Вбиральня		—
Суміщений санвузол	252)	—
Басейн		За розрахунком
Приміщення для пральної машини в квартирі		—	0, 5-кратн.
Гардеробна для чищення і прасування одягу		—	1, 5-кратн.
Вестибюль, загальний коридор, сходова клітка, передпокій квартири		—	—
Приміщення чергового персоналу (консьєржа/консьєржки)		1-кратн.1)	—
Незадимлювана сходова клітка типу Н1	143)	—	—
Машинне приміщення ліфтів	54)	—	0, 5-кратн.
Сміттєзбірна камера		—	1-кратн.5)
Гараж-стоянка		—	За розрахунком

__________________

¹⁾ Припливне повітря в об’ємі однократного повітрообміну повинно подаватися через вікна. При встановленні вікон без кватирок і з герметичним притулом слід застосовувати модифікації вікон із вбудованими провітрювачами.

²⁾ Температура повітря у ванних кімнатах і суміщених санвузлах, що не примикають до зовнішніх огороджувальних конструкцій, не нормується у разі встановлення в них рушникосушителів, приєднаних до системи гарячого водопостачання, або електричних.

³⁾ Температура повітря у незадимлюваних сходових клітках типу Н1 не нормується за умови, що їхні стіни, які примикають до опалюваних приміщень, законструйовані з термічним опором, який дорівнює або перевищує 70% від мінімального опору теплопередачі, регламентованого СНіП ІІ-3 для стін житлових будівель. При цьому тепловтрати приміщень, що примикають до сходової клітки, повинні розраховуватися з урахуванням температури повітря усередині сходової клітки, яку слід обчислювати, виходячи з теплового балансу.

⁴⁾ Влітку температура в машинному приміщенні ліфтів не повинна перевищувати +35º С.

⁵⁾ Сміттєзбірну камеру слід вентилювати через стовбур сміттєпроводу та жалюзійні ґрати, що встановлені у нижній частині дверей.

Примітка 1. Згідно із завданням на проектування температура повітря в окремих приміщеннях для інвалідів може прийматися на 2º С вище зазначеної у таблиці.

Примітка 2. При проектуванні систем опалення з гріючою підлогою, стелею чи стінами температуру повітря приміщень допускається приймати на 1 – 2º С нижче від вказаної в таблиці. При цьому тепловитрати розраховують з урахуванням середньої радіаційної температури у приміщенні.

Примітка 3. У теплотехнічних розрахунках огороджувальних конструкцій житлових приміщень приймають відносну вологість 55%.

 

Розрахункова температура зовнішнього повітря для холодного періоду року при розрахунку втрат тепла через зовнішні огородження приймається рівною середній температурі повітря найхолоднішої п’ятиденки в даному населеному пункті з восьми зим за 50-річний період. Розрахункова температура є значно вищою, ніж абсолютно мінімальна.

Розрахунок систем опалення на абсолютну мінімальну температуру, що відзначається один раз у декілька років, причому протягом короткого періоду часу, економічно не виправданий. Короткочасне різке зниження температури зовнішнього повітря завдяки теплоакумулюючій спроможності будівельних конструкцій не викликає помітних змін температури внутрішнього повітря.

Правильний вибір початку і кінця опалювального періоду має істотне значення для якісного теплопостачання будівель. Для житлових і цивільних будівель початок і кінець опалювального періоду регламентується місцевою владою.

Відповідно до чинних будівельних норм і правил тривалість опалювального періоду визначається за числом днів зі стійкою середньодобовою температурою +8º С і нижче. Ця зовнішня температура прийнята за початок і кінець опалювального періоду . Проте практика експлуатації довела, що житлові та цивільні будівлі не варто лишати без опалення протягом тривалого періоду при температурі зовнішнього повітря нижче 10÷ 12º С, тому що за таких умов температура внутрішнього повітря помітно знижується, що негативно впливає на самопочуття людей.

При проектуванні опалення виробничих будівель необхідно враховувати, що початок і кінець опалювального періоду визначається зовнішньою температурою, при якій тепловтрати через зовнішні огородження стають рівними внутрішнім тепловиділенням. У більшості випадків тривалість опалювального періоду для них менша, ніж для житлових і цивільних будівель, оскільки тепловиділення у виробничих будівлях набагато значніші.

При визначенні опорів теплопередачі огороджень треба мати на увазі, що розмір коефіцієнта теплопровідності , теплозасвоєння матеріалу огородження встановлюється з урахуванням режиму вологості приміщень і вологісної характеристики району будівництва (графа А або Б) за додатком Л ДБН В 2.6-31-2006.

За умовами вологості територія України поділяється на дві зони: суху та нормальну.

Режим вологості приміщень у житлових і цивільних будівлях у зимовий період в залежності від відносної вологості та температури внутрішнього повітря слід встановлювати відповідно до таблиці 5.3.

 

Таблиця 5.3 – Градації режиму вологості приміщень

Вологісний режим	Вологість внутрішнього повітря, , %, при
Сухий
Нормальний
Вологий
Мокрий	―