Методы оценки теплоощущения в отапливаемых одноэтажных промышленных зданиях
Современные венгерские предписания, касающиеся расчета отопительных установок одноэтажных промышленных зданий, устарели. Это можно сказать в отношении как лучистого, так и конвективного и воздушного отопления. При меняемые в настоящее время предписания, в которых предусматривается поддержание только температуры воздуха на соответствующем уровне, в любом случае можно считать несовременными. Ведь остальные факторы, влияющие на теплоощущение человека, заметно сказываются в зданиях павильонного типа, особенно в одноэтажных промышленных зданиях. Следует обратить внимание на два фактора:
внутри помещений таких зданий часто наблюдается значительное тепло- и влагопоступление;
характер внутренней теплогенерации тела человека (интенсивность физического труда) и изоляционная способность одежды здесь влияют решающим образом. Именно поэтому целесообразно применять такой метод расчета, при котором учитываются все указанные факторы, например, метод Фангера. Необходимо также, как было упомянуто, помимо нейтрального или оптимального теплоощущения установить еще и их допустимые пределы отклонений, прежде всего по энергетическим соображениям.
Понятие оптимального теплоощущения не требует более подробного объяснения, чем уже известное. Нейтральное теплоощущение физиологи и психологи характеризуют как состояние, при котором человек субъективно не может решить, нужна ли ему более холодная или более теплая окружающая среда. Зона нейтрального теплоощущения, однако, очень «узкая».
Определить допустимые пределы для одноэтажных промышленных зданий не так просто. Здесь допустимыми можно считать значения, которые соответствуют санитарно-гигиеническим предписанием. Однако между значениями, допустимыми с точки зрения теплоощущения, и санитарно-гигиеническими нормами существует значительное различие: превышение последних недопустимо прежде всего потому, что это вредно для здоровья, а превышение значений, допустимых с точки зрения теплоощущения, вызывает неблагоприятное теплоощущение и в определенной мере снижает работоспособность, но не вредно для здоровья.
Сложность проблемы заключается в том, что имеется очень мало данных и нормативных значений, приемлемых с точки зрения теплоощущения, поэтому при расчете замкнутых помещений промышленных зданий для оценки теплоощущения нужно исходить из следующих основных принципов:
а) надо выбрать метод расчета, приемлемый для промышленных зданий;
б) если для решения данной задачи такой метод отсутствует (что бывает в большинстве случаев), можно применять только метод, при котором учитывается теплогенерация тела человека, зависящая от интенсивности его труда;
в) оценка теплоощущения, основанная на критериях оптимального или допустимого теплоощущения, определяется местными условиями, имеющимися методами оценки и главным образом материальными возможностями и энергетическими соображениями.
Однако в современной энергетической ситуации целесообразно всегда учитывать допустимые пределы. Это подтверждается тем, что на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях обычно довольно велика интенсивность труда (вследствие чего наблюдается большая внутренняя теплогенерация), что существенно снижает требования к оптимальному состоянию.
При сопоставлении и критическом анализе различных методов расчета лучистого отопления их следует разбить на две категории: методы, связанные с лучистым теплообменом, независимым от человека, и методы расчета лучистого теплообмена, связанного с человеком, при этом основу расчетов, относящихся ко второй категории, составляют расчеты первой категории.
К первой категории можно отнести методы расчета, которые были подробно изложены выше (см. раздел II) и основаны на закономерностях, существующих между поверхностью и элементом поверхности, однако при выполнении расчетов, относящихся ко второй категории, возникает множество проблем. Как уже было показано выше, в данном случае применяют два метода расчета:
метод, учитывающий тепловую радиацию, достигающую головы человека (поверхность и элемент поверхности);
метод, учитывающий тепловую радиацию, достигающую всего тела человека (тепловая радиация между поверхностями).
Следует принять также во внимание еще один метод отопления, часто используемый в зданиях павильонного типа, а именно применение инфракрасных излучателей, расчет теплоощущения для которых уже был подробно изложен в п. 17.5, поэтому ниже рассматривается отопление неточечными источниками теплоты (например, отопительными экранами). Основной вопрос при этом не технический, а физиологический: как и в какой мере с точки зрения субъективного теплоощущения человека следует принимать во внимание лучистый теплообмен между поверхностями и макушкой головы. Этот вопрос вместе с тем касается и ошибок, допущенных в применявшихся до сих пор методах: метод, учитывающий тепловую радиацию головы, распространяется в первую очередь на субъективное теплоощущение человека, а метод, учитывающий все тело человека, рассматривает только его поверхность обособленно от субъективных ощущений человека.
Здесь следует рассмотреть вопрос, который связан с трудоемким, требующим соответствующих математических знаний определением параметров тепловой радиации, достигающей как макушки головы, так и всего тела человека. Поскольку для проектировщика инженерного оборудования зданий данная задача более сложная, чем прочие, касающиеся отопления или вентиляции, многие стремятся обойтись без ее решения. Именно из-за трудоемких методов расчета очень часто вычисления выполняются только для какой-либо характерной или «наименее благоприятной» точки, при этом полагают, что остальные случаи более благоприятны. Методы, которые позволяли применять номограммы, диаграммы и таблицы для облегчения вычислительной работы, заслуживают внимания, но охватывают лишь небольшую область этой группы задач. Существует, тем не менее, возможность, которую еще не использовали для решения данных задач — это применение вычислительных машин. Зависимости, применяемые для расчетов «вручную», которые требуют больших затрат времени, оказались легко разрешимыми с помощью ЭВМ, что значительно облегчает работу и повышает ее точность.
