4.3. Оптимальные параметры окружающего воздуха для различных видов нагрузки

Правительством Российской Федерации разработаны и внедрены Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» для функционального состояния, работоспособности и здоровья человека, т.е. для предотвращения на рабочих местах неблагоприятных воздействий микроклимата на самочувствие человека.

Правила устанавливают:

- холодный период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха, равной 10 °С и ниже, а теплый – 10 °С и выше;

- тепловая нагрузка среды (ТНС) – действие на организм человека параметров микроклимата (температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха, теплового облучения), выраженное показателем в °С. Этот показатель характеризует микроклимат в помещениях. Для поддержания этих нормативных значений в зданиях и предусматриваются инженерные сети, в том числе вентиляция и кондиционирование воздуха.

Главной задачей данных систем является сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма. Учитывают параметры состояния влажного воздуха: t – температура, °С;  – относительная влажности, %;  – скорость движения воздуха, м/с; С – концентрация средных примесей, мг/м; d – влагосодержание, г/кг; i – теплосодержание, кДж/кг.

Параметры внутреннего воздуха для помещений принимают по СНиП 2.04.05-91^* «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

Основные характеристики – среднесуточная температура и энтальпия. При расчете СКВ и систем вентиляции рассматривают три периода года: теплый, холодный и переходный.

Оптимальные параметры – сочетание показателей микроклимата, которые при длительном воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма, ощущение теплового комфорта, а также создают условия для хорошей работоспособности. Для технологического процесса следует соблюдать параметры воздуха в пределах оптимальных норм, обеспечивающиеся СКВ.

Значения параметров следует принимать от назначения того или иного помещения, категории работ, периода года (прил. 1) .

Расчетные параметры наружного воздуха принимаются для различных географических пунктов местонахождения зданий и сооружений по СНиП 2.04.05-91*.

Параметры воздуха на судах

В соответствии с санитарными правилами для морских судов предусматривается система кондиционирования воздуха. Разрабатывая СКВ судна, сначала определяют районы его плавания, температуры наружного воздуха теплого и зимнего периодов и температуры забортной воды, температуры воздуха в помещениях.

Для оценки воздействия метеорологических условий на человека, следовательно, для нормирования параметров воздуха в жилых помещениях используются методы эффективных, эквивалентно-эффективных и радиационно-эффективных температур.

Состояние воздуха считается комфортным, если его охлаждающая способность равна тепловыделениям человеческого организма при различной тяжести физических нагрузок. Отвод тепла при этом производится конвекцией, испарением влаги с поверхности кожи, а также радиацией. Дискомфортное состояние воздуха при большой и недостаточной его охлаждающей способности приводит к переохлаждению или перегреву человеческого организма, что снижает производительность труда.

Эффективной температурой (ЭТ) считают температуру насыщенного воздуха ( = 100 %), при которой ощущение человеком тепла и холода такое же, как и при неподвижном ненасыщенном воздухе при различных сочетаниях температур и относительных влажностей, т.е. одному значению ЭТ может соответствовать большое количество сочетаний температур и относительных влажностей.

Эффективные температуры (рис. 12) изображают в виде кривой при скорости движения воздуха w = 0 в зависимости от t_с и t_м («сухой» и «мокрый» термометры), т.е. ЭТ = f (t_с, t_м).

Рис. 12. Номограмма эффективных и эквивалентно-эффективных температур

Зимняя зона комфорта находится в диапазоне 15,8-23,5 ЭТ, летняя зона комфорта 17,6-26,7 ЭТ.

Эффективная температура, эквивалентная по воздействию на человеческий организм подвижного воздуха при различных сочетаниях t_с и t_м, называется эквивалентной эффективной температурой (ЭЭТ). ЭЭТ представляются в виде кривых при соответствующей подвижности воздуха в помещении, обычно при  > 3,5 м/с.

Движение воздуха интенсифицирует отвод тепла и влаги от организма человека и создает состояние комфорта при более высокой температуре или дает возможность повысить физические нагрузки без существенного снижения температуры окружающей среды.

Эквивалентно-эффективные температуры являются функцией t_с, t_м и w, т.е. ЭЭТ = f (t_с, t_м, w).

В судовых помещениях возможно наличие нагретых или холодных поверхностей, которые влияют на тепловые ощущения человека. В этом случае воздействие окружающей среды на человека определяется методом результирующих температур.

Результирующая температура (РТ) по сравнению с ЭЭТ учитывает влияние на организм человека радиационной составляющей теплообмена, т.е. РТ = f (t_с, t_м, j, w, t_R), где t_R – средняя радиационная температура (рис. 13).

Рис. 13. Номограмма результирующих температур

К номограмме ЭЭТ для определения результирующей температуры добавляются две шкалы:

w – скорость движения воздуха (шкала I);

j – относительная влажность (шкала V).

Средняя радиационная температура t_R определяется как среднеарифметическое радиационных температур нескольких точек помещения. Радиационная температура в данной точке помещения находится с помощью шарового термометра, представляющего собой обычный термометр, чувствительный элемент которого помещен в центр пустотелого медного шара диаметром 120-150 мм, имеющего черную матовую наружную поверхность.

Из табл.1 видно, что температура воздуха в помещениях в летний период при плавании в северных районах не должна быть ниже 20 °С, при плавании в тропиках – не более 25 °С при относительной влажности воздуха 40-60 %.

В качестве расчетных параметров воздуха в жилых и общественных судовых помещениях приняты относительная влажность – 40-60 %, температура летом + 25 °С, зимой + 21 °С. В табл. 2 приведены метеорологические нормы микроклимата судовых помещений, предусматриваемые санитарными правилами для морских судов РСФСР.

Таблица 1