Методика определения эквивалентно-эффективных и результирующих температур.
Эквивалентно-эффективная температура (ЭЭТ) - условно-числовая величина субъективного теплового ощущения человека (“комфортно”, “тепло”, “холодно” и т.д.) при разных соотношениях температуры, влажности, скорости движения воздуха, а результирующая температура (РТ) - и радиационной температуры.
ЭЭТ и РТ разработаны в камеральных условиях, при разных соотношениях параметров микроклимата и оформлены в виде таблиц и номограмм.
Для определения ЭЭТ сначала измеряют температуру, влажность и скорость движения воздуха в исследуемом помещении. Затем в таблице ЭЭТ (таблица 4) по этим данным находят ее значение и делают соответствующие выводы. Пользование таблицей простое: ЭЭТ находят на пересечении значения температуры воздуха (1 и последняя колонки) и скорости движения и влажности воздуха (в головке таблицы).
На номограмме (рис. 8.1) эквивалентно-эффективную температуру находят на пересечении показателей сухого (слева), влажного (справа) термометров психрометра и скорости движения воздуха (в м/мин, на кривых линиях).
Рис. 8.1. Номограмма для определения эффективных температур
На номограмме (рис. 8.2) изображена методика определения РТ. Сначала находят точку взаимоотношения между температурой воздуха (по показаниям сухого термометра психрометра) и скоростью движения воздуха находят с помощью кататермометра. От нее проводят прямую линию к значению средней радиационной температуры. От точки пересечения этой линии с правой шкалой температуры воздуха (вертикальная линия А) проводят прямую линию к значению абсолютной влажности воздуха (правая шкала), а на пересечении этой прямой с кривыми линиями номограммы находят результирующую температуру.
скорость, м. /с а
скорость, м. /с б
Рис. 8.2. Номограмма для определения результирующей температуры:
(а - для легкой работы; б - для тяжелой работы.)
На рисунке 8.2. пунктирными линиями нанесен пример определения РТ.
104
Таблица 4.
Нормальная шкала эффективных температур для средне одетых людей при условии выполнения легкой работы
|
t в граду-сах, С |
Скорость движения воздуха в метрах за минуту |
t в граду-сах, С | ||||||||||||||||||||
|
0 |
15 |
30 |
60 |
90 |
150 |
210 | ||||||||||||||||
|
100% |
50% |
20% |
100% |
50% |
20% |
100% |
50% |
20% |
100% |
50% |
20% |
100% |
50% |
20% |
100% |
50% |
20% |
100% |
50% |
20% | ||
|
0 |
0 |
0,9 |
1,3 |
— |
0,9 |
0,4 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
0 |
|
1 |
1 |
1,8 |
2,1 |
0,8 |
0,1 |
0,4 |
— |
— |
0,0 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
1 |
|
2 |
2 |
2,7 |
3,0 |
0,3 |
1,0 |
1,4 |
— |
0,5 |
0,0 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
2 |
|
3 |
3 |
3,7 |
3,9 |
1,3 |
2,0 |
2,3 |
0,3 |
0,5 |
0,9 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
3 |
|
4 |
4 |
4,5 |
4,7 |
2,4 |
3,0 |
3,2 |
0,8 |
1,7 |
1,9 |
0,7 |
1,0 |
0,5 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
4 |
|
5 |
5 |
5,4 |
5,5 |
3,4 |
4,0 |
4,1 |
1,9 |
2,6 |
2,9 |
0,4 |
0,1 |
0,5 |
— |
— |
1,0 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
5 |
|
6 |
6 |
6,2 |
6,3 |
4,5 |
4,9 |
5,1 |
3,0 |
3,6 |
3,9 |
1,6 |
1,2 |
1,6 |
— |
0,5 |
1,0 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
6 |
|
7 |
7 |
7,1 |
7,1 |
5,5 |
5,8 |
5,9 |
4,2 |
4,6 |
4,7 |
2,9 |
2,3 |
2,8 |
0,3 |
0,5 |
1,1 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
7 |
|
8 |
8 |
7,9 |
7,9 |
6,6 |
6,9 |
6,9 |
5,3 |
5,7 |
5,8 |
4,2 |
3,5 |
3,9 |
1,0 |
1,9 |
2,2 |
— |
0,2 |
0,3 |
— |
— |
0,8 |
8 |
|
9 |
9 |
8,8 |
8,7 |
7,7 |
7,7 |
7,7 |
6,4 |
6,8 |
6,8 |
5,4 |
4,5 |
4,9 |
2,2 |
2,9 |
3,3 |
0,2 |
1,0 |
1,4 |
— |
0,3 |
0,3 |
9 |
|
10 |
10 |
9,7 |
9,6 |
8,8 |
8,7 |
8,7 |
7,6 |
7,7 |
7,7 |
6,6 |
5,7 |
5,8 |
3,5 |
4,2 |
4,4 |
1,1 |
2,1 |
2,5 |
0,6 |
0,9 |
1,5 |
10 |
|
11 |
11 |
10,5 |
10,3 |
9,9 |
9,6 |
9,4 |
8,8 |
8,8 |
8,8 |
7,9 |
6,8 |
6,9 |
4,9 |
5,3 |
5,5 |
2,4 |
3,3 |
3,6 |
0,9 |
2,2 |
2,8 |
11 |
|
12 |
12 |
11,3 |
11,1 |
10,8 |
10,5 |
10,2 |
9,9 |
9,6 |
9,4 |
9,1 |
8,0 |
8,0 |
6,1 |
6,3 |
6,4 |
3,9 |
4,5 |
4,6 |
2,2 |
3,3 |
3,9 |
12 |
|
13 |
13 |
12,1 |
11,8 |
12,0 |
11,4 |
11,1 |
11,0 |
10,5 |
10,3 |
10,3 |
8,9 |
8,9 |
7,3 |
7,4 |
7,4 |
5,2 |
5,7 |
5,9 |
3,6 |
4,5 |
5,0 |
13 |
|
14 |
14 |
13,0 |
12,5 |
13,1 |
12,3 |
11,9 |
12,1 |
11,5 |
11,2 |
11,5 |
10,0 |
9,7 |
8,6 |
8,5 |
8,4 |
6,6 |
6,9 |
7,0 |
5,1 |
5,8 |
6,1 |
14 |
|
15 |
15 |
13,9 |
13,3 |
14,1 |
13,2 |
12,8 |
13,1 |
12,4 |
12,0 |
12,7 |
11,0 |
10,6 |
10,0 |
9,8 |
9,5 |
8,0 |
8,1 |
8,1 |
6,6 |
7,0 |
7,2 |
15 |
|
16 |
16 |
14,7 |
14,1 |
15,2 |
14,1 |
13,5 |
14,3 |
13,4 |
12,8 |
13,9 |
12,0 |
11,6 |
11,3 |
10,7 |
10,5 |
9,4 |
9,1 |
9,1 |
8,0 |
8,2 |
8,3 |
16 |
|
17 |
17 |
15,5 |
14,8 |
16,2 |
15,0 |
14,2 |
15,3 |
14,3 |
13,6 |
15,1 |
13,0 |
12,5 |
12,5 |
11,7 |
11,4 |
10,8 |
10,2 |
10,1 |
9,5 |
9,5 |
9,4 |
17 |
|
18 |
18 |
16,3 |
15,5 |
17,3 |
15,7 |
15,0 |
16,4 |
15,2 |
14,4 |
16,2 |
14,0 |
13,3 |
13,7 |
12,7 |
12,4 |
11,9 |
11,3 |
11,1 |
10,8 |
10,5 |
10,4 |
18 |
|
19 |
19 |
17,2 |
16,3 |
18,4 |
16,6 |
15,7 |
17,5 |
16,1 |
15,3 |
17,4 |
14,9 |
14,2 |
15,0 |
13,8 |
13,4 |
13,3 |
12,4 |
12,1 |
12,2 |
11,7 |
11,4 |
19 |
|
20 |
20 |
18,0 |
17,0 |
19,4 |
17,4 |
16,5 |
18,7 |
17,0 |
16,0 |
18,5 |
15,9 |
15,1 |
16,2 |
14,8 |
14,4 |
14,6 |
13,5 |
13,1 |
13,5 |
12,9 |
12,4 |
20 |
|
21 |
21 |
18,8 |
17,7 |
20,4 |
18,3 |
17,2 |
19,8 |
17,8 |
16,7 |
19,6 |
16,7 |
15,8 |
17,4 |
15,9 |
15,1 |
16,0 |
14,6 |
14,1 |
14,9 |
13,9 |
13,4 |
21 |
|
22 |
22 |
19,5 |
18,3 |
21,4 |
19,1 |
18,0 |
20,9 |
18,6 |
17,5 |
20,9 |
17,6 |
16,7 |
18,6 |
16,9 |
16,0 |
17,2 |
15,6 |
15,0 |
16,2 |
15,0 |
14,4 |
22 |
|
23 |
23 |
20,3 |
19,0 |
22,5 |
19,9 |
18,5 |
21,9 |
19,4 |
18,3 |
22,0 |
18,6 |
17,5 |
19,9 |
17,9 |
16,7 |
18,3 |
16,6 |
15,9 |
17,5 |
16,1 |
15,3 |
23 |
|
24 |
24 |
21,1 |
19,7 |
23,5 |
20,6 |
19,3 |
23,0 |
20,3 |
19,0 |
23,1 |
19,5 |
18,3 |
21,1 |
18,8 |
17,6 |
19,6 |
17,8 |
16,8 |
18,8 |
17,1 |
16,2 |
24 |
|
25 |
25 |
22,0 |
20,4 |
24,5 |
21,5 |
20,0 |
24,0 |
21,2 |
19,6 |
24,2 |
20,5 |
19,0 |
22,3 |
19,6 |
18,5 |
21,0 |
18,8 |
17,8 |
20,0 |
18,1 |
17,2 |
25 |
|
26 |
26 |
22,8 |
21,2 |
25,5 |
22,3 |
20,7 |
25,1 |
22,0 |
20,4 |
25,3 |
21,2 |
19,8 |
23,4 |
20,6 |
19,3 |
22,1 |
19,7 |
18,5 |
21,2 |
19,1 |
18,0 |
26 |
|
27 |
27 |
23,5 |
21,8 |
26,6 |
23,0 |
21,3 |
26,1 |
22,8 |
21,1 |
26,5 |
22,0 |
20,5 |
24,5 |
21,5 |
20,1 |
23,4 |
20,8 |
19,4 |
22,5 |
20,1 |
18,8 |
27 |
|
28 |
28 |
24,2 |
22,5 |
27,6 |
23,9 |
22,0 |
27,2 |
23,5 |
21,8 |
27,8 |
22,9 |
21,2 |
25,7 |
22,4 |
20,8 |
24,5 |
21,6 |
20,2 |
23,6 |
21,0 |
19,8 |
28 |
|
29 |
29 |
25,0 |
23,1 |
28,6 |
24,6 |
22,6 |
28,2 |
24,3 |
22,4 |
28,8 |
23,6 |
21,9 |
26,8 |
23,3 |
21,5 |
25,9 |
22,5 |
21,0 |
24,9 |
21,9 |
20,5 |
29 |
|
30 |
30 |
25,8 |
23,6 |
29,6 |
25,4 |
23,6 |
29,3 |
25,2 |
23,1 |
29,8 |
24,5 |
22,5 |
28,1 |
24,1 |
22,2 |
27,1 |
23,4 |
21,7 |
26,3 |
22,8 |
20,9 |
30 |
|
31 |
31 |
26,5 |
24,2 |
30,8 |
26,2 |
23,9 |
30,3 |
25,9 |
23,6 |
30,8 |
25,3 |
23,3 |
29,2 |
25,0 |
22,9 |
28,2 |
24,3 |
22,5 |
27,5 |
23,8 |
22,1 |
31 |
|
32 |
32 |
27,2 |
24,6 |
31,7 |
27,0 |
24,5 |
31,4 |
26,7 |
24,2 |
32,1 |
26,2 |
23,9 |
30,3 |
25,8 |
23,6 |
29,4 |
25,1 |
23,2 |
28,8 |
24,6 |
22,9 |
32 |
|
33 |
33 |
28,0 |
25,2 |
32,8 |
27,8 |
25,1 |
32,4 |
27,4 |
24,9 |
33,2 |
27,0 |
24,5 |
31,5 |
26,5 |
24,2 |
30,6 |
26,0 |
23,9 |
30,2 |
25,5 |
23,5 |
33 |
|
34 |
34 |
28,6 |
25,9 |
33,9 |
28,4 |
25,6 |
33,5 |
28,3 |
25,4 |
34,5 |
27,6 |
25,1 |
32,8 |
27,3 |
24,9 |
32,2 |
26,7 |
24,5 |
31,6 |
26,4 |
24,2 |
34 |
|
35 |
35 |
29,5 |
26,4 |
34,8 |
29,1 |
26,2 |
34,6 |
28,9 |
26,0 |
35,5 |
28,4 |
25,8 |
34,0 |
28,1 |
25,4 |
33,5 |
27,5 |
25,2 |
33,1 |
27,2 |
24,9 |
35 |
|
36 |
36 |
30,1 |
27,0 |
35,9 |
29,9 |
26,8 |
35,8 |
29,5 |
26,3 |
36,8 |
29,2 |
26,3 |
35,3 |
28,8 |
26,1 |
35,0 |
28,3 |
25,8 |
34,6 |
28,0 |
25,5 |
36 |
|
37 |
37 |
30,7 |
27,4 |
37,0 |
30,5 |
27,3 |
36,9 |
30,3 |
26,9 |
38,0 |
29,9 |
26,9 |
36,6 |
29,6 |
26,7 |
36,5 |
29,1 |
26,4 |
36,4 |
28,9 |
26,2 |
37 |
|
38 |
38 |
31,4 |
28,1 |
38,0 |
31,2 |
27,9 |
38,0 |
31,0 |
27,4 |
39,2 |
30,6 |
27,4 |
38,0 |
30,3 |
27,3 |
38,1 |
29,9 |
27,0 |
— |
29,5 |
26,8 |
38 |
|
39 |
39 |
32,1 |
28,6 |
39,0 |
32,0 |
28,4 |
39,1 |
31,7 |
28,0 |
40,4 |
31,4 |
28,0 |
39,4 |
31,1 |
27,9 |
39,9 |
30,6 |
27,5 |
— |
30,4 |
27,3 |
39 |
|
40 |
40 |
32,8 |
29,1 |
40,0 |
32,7 |
28,9 |
40,2 |
32,4 |
28,5 |
41,6 |
32,1 |
28,5 |
40,7 |
31,9 |
28,3 |
41,4 |
31,4 |
28,1 |
— |
31,2 |
27,9 |
40 |
|
41 |
41 |
33,4 |
29,6 |
41,1 |
33,3 |
29,3 |
— |
33,1 |
29,3 |
— |
32,8 |
29,0 |
42,2 |
32,6 |
28,9 |
— |
32,2 |
28,8 |
— |
32,0 |
28,4 |
41 |
|
42 |
42 |
34,1 |
30,1 |
— |
34,0 |
29,9 |
— |
33,8 |
29,8 |
— |
33,5 |
29,5 |
— |
33,3 |
29,4 |
— |
33,0 |
29,1 |
— |
32,1 |
29,0 |
42 |
|
43 |
43 |
34,9 |
30,5 |
— |
34,8 |
30,3 |
— |
34,5 |
30,3 |
— |
34,2 |
30,1 |
— |
34,1 |
30,0 |
— |
33,8 |
29,6 |
— |
33,7 |
29,4 |
43 |
|
44 |
44 |
35,5 |
31,0 |
— |
35,4 |
30,9 |
— |
35,2 |
30,9 |
— |
35,1 |
30,5 |
— |
35,0 |
30,4 |
— |
34,6 |
30,1 |
— |
34,5 |
30,0 |
44 |
|
45 |
45 |
36,2 |
31,4 |
— |
36,1 |
31,3 |
— |
36,0 |
31,3 |
— |
36,0 |
31,0 |
— |
35,8 |
30,9 |
— |
35,4 |
30,6 |
— |
35,3 |
30,5 |
45 |
|
46 |
46 |
36,9 |
31,9 |
— |
36,9 |
31,9 |
— |
36,7 |
31,6 |
— |
36,7 |
31,4 |
— |
36,5 |
31,3 |
— |
36,3 |
31,1 |
— |
36,2 |
31,0 |
46 |
|
47 |
47 |
37,6 |
32,3 |
— |
37,6 |
32,2 |
— |
37,5 |
32,2 |
— |
37,5 |
32,0 |
— |
37,4 |
31,8 |
— |
37,3 |
31,6 |
— |
37,2 |
31,4 |
47 |
|
48 |
48 |
38,4 |
32,8 |
— |
38,4 |
32,7 |
— |
38,3 |
32,6 |
— |
38,3 |
32,4 |
— |
38,3 |
32,3 |
— |
38,3 |
32,1 |
— |
38,3 |
32,0 |
48 |
|
49 |
49 |
39,2 |
33,2 |
— |
39,2 |
33,2 |
— |
39,1 |
33,1 |
— |
39,2 |
32,9 |
— |
39,2 |
32,8 |
— |
40,0 |
32,7 |
— |
39,5 |
32,4 |
49 |
|
50 |
50 |
39,9 |
33,6 |
— |
40,0 |
33,5 |
— |
40,0 |
33,5 |
— |
40,0 |
33,3 |
— |
40,3 |
33,2 |
— |
40,6 |
33,1 |
— |
— |
32,9 |
50 |
Примечание. В процентах приведена относительная влажность воздуха.
Приложение 3
Методика оценки теплового баланса человека путем расчета тепловыделения
Оценка теплового самочувствия человека выполняется путем сравнения величины теплообразования при выполнении работы и тепловыделения; последняя величина определяется путем расчета количества тепла, выделяемого человеком излучением, проведением, испарением влаги.
Исходные показатели:
а) теплопродукция организма в покое составляет 0,8-1,5 ккал (3,34-6,27 кДж) на 1 кг массы тела за 1 час, при выполнении тяжелой работы - 7-9 ккал/кг ч;
б) поверхность тела “среднего” человека массой тела 65 кг составляет приблизительно 1,8 м2 (см. табл. 5);
в) в выделении тепла проведением и испарением пота принимает участие 100 % поверхности тела;
г) в выделении тепла излучением принимает участие 80 % поверхности тела; при наличии одностороннего источника тепловой радиации, по отношению к нему в теплообмене излучением принимает участие 40 % поверхности тела.
Таблица 5.
Зависимость поверхности тела человека от его массы
|
Масса тела, кг |
Поверхность тела, кв. м | |
|
100 % |
80 % | |
|
40 |
1,323 |
1,058 |
|
45 |
1,482 |
1,186 |
|
50 |
1,535 |
1,228 |
|
55 |
1,635 |
1,308 |
|
60 |
1,729 |
1,383 |
|
65 |
1,830 |
1,464 |
|
70 |
1,922 |
1,538 |
|
75 |
2,008 |
1,606 |
|
80 |
2,098 |
1,678 |
|
85 |
2,188 |
1,750 |
|
90 |
2,263 |
1,810 |
|
95 |
2,338 |
1,870 |
|
100 |
2,413 |
1,930 |
1. Формула для расчета тепловыделения излучением (радиацией):
|
Qрад. = 4,5 (Т1 – Т2) S |
(1) |
где: Q - количество тепла, выделяемого излучением, ккал/ч;
Т1 – температура тела, С;
Т2 – температура внутренней поверхности стен С;
S -площадь поверхности тела, кв. м.
107
2. Формулы для расчета тепловыделения проведением:
|
Qпр
= 6(Т1
– Т2)
(0,5 +
|
(2.1) |
|
Qпр
= 7,2 (Т1
– Т2)
(0,27 +
|
(2.2) |
)
S
)Sгде : Q - количество тепла, выделяемого проведением, ккал/ч;
6; 0,5 - постоянные коэффициенты при скорости движения воздуха менее 0,6 м/с;
Т1 – температура тела, С;
Т2 – температура воздуха,С;
7,2; 0,27 - постоянные коэффициенты при скорости движения воздуха свыше 0,6 м/с;
V - скорость движения воздуха, м/с;
S -площадь поверхности тела, кв. м.
3. Формула для расчета максимального количества воды, которое может испаряться с поверхности тела:
|
Рисп.
= 15(Fmax
– Fабс)
(0,5 + |
(3.1) |
)Sгде: Рисп. – количество воды, которое может испариться с поверхности тела при данных условиях, мл/ч;
15 - постоянный коэффициент;
Fmax – максимальная влажность при температуре кожи тела;
Fабс – абсолютная влажность при данной температуре воздуха.
“Fабс” – можно определить по формуле:
|
|
(3.2) |
где: Fотн.- относительная влажность при данной температуре воздуха, %;
F max– максимальная влажность при температуре кожи тела, мм рт. ст. ;
(Fmax – Fабс) – физиологический дефицит насыщения, мм рт. ст.;
V - скорость движения воздуха, м/с;
S – площадь поверхности тела, м2.
Количество тепла, которое выделяется при этом, можно рассчитать, умножив результат на 0,6 (калорийный коэффициент испарения 1 г воды), или вместо коэффициента “15” в формуле (3.1) поставить цифру “9” (0,6 х 15 = 9). При этом необходимо учесть, что нормальное тепловое самочувствие сохраняется, если величина испарения пота не превышает 250 мл, на что расходуется 150 ккал.
Пример расчета:
Оценить тепловое самочувствие “стандартного человека” (поверхность тела 1,8 м2, рост 170 см, масса 65 кг), находящегося в легкой одежде и выполняющего тяжелую работу (570 ккал/г). Температура тела 35С, температура воздуха в помещении 32С, средняя радиационная температура 22С, скорость движения воздуха 0,7 м/с, относительная влажность 70 %.
Пользуясь упрощенными формулами определяем теплоотдачу излучением (1), полагая, что (отдача тепла происходит с 80 % поверхности тела) и проведением (2.2.).
Qизл. = 4,5(35-22) 1,8 0,8 = 83,5 ккал/ч
Qпров = 7,2 (36-32) (0,27 + 0,83) 1,46 = 46,2 ккал/ч
108
Для расчета максимального количества воды, которое может испариться с поверхности тела, по таблице “Максимальное напряжение водяных паров при разных температурах” определяем величину максимальной влажности при температуре 32О С. Она составляет, согласно таблице, 35,6 мм рт. ст.
Абсолютную влажность при температуре воздуха 32О С определим по упрощенной формуле (3.2):
Fабс.
=
= 24,9 мм рт. ст.
Подставим найденные результаты в формулу (3.1):
Рисп =15 (35,6-24,6) (0,5 + 0,83) 1,8 = 377 мл/ч.
Количество тепла отданного испарением при этом составляет:
456 х 0,6 = 226,2 ккал/ч.
Рассчитываем суммарное тепловыделение:
Q = 83,5 + 46,2 + 226,2 = 356,9 ккал.
Сопоставляя расчетное тепловыделение (357 ккал/л) и теплопродукцию (570 ккал/ч) для оценки теплового самочувствия человека можно прийти к заключению, что в условиях данного помещения теплопродукция человека превышает величину тепловыделения. Микроклимат помещения вызывает нагревающий эффект.
Примечание: Приведенные расчеты не учитывают выделения тепла дыханием: на нагревание вдыхаемого воздуха и на испарение влаги с поверхности легких, которое составляет в комфортных условиях около 15% общего количества тепловыделения. Мы вдыхаем воздух определенной температуры и влажности, а выдыхаем воздух, нагретый до температуры тела и на 100% насыщенный влагой.
109