RU2636807C1 - Estimation method of microclimate comfort in premises of habitable, public and office buildings - Google Patents
Estimation method of microclimate comfort in premises of habitable, public and office buildings Download PDFInfo
- Publication number
- RU2636807C1 RU2636807C1 RU2016126249A RU2016126249A RU2636807C1 RU 2636807 C1 RU2636807 C1 RU 2636807C1 RU 2016126249 A RU2016126249 A RU 2016126249A RU 2016126249 A RU2016126249 A RU 2016126249A RU 2636807 C1 RU2636807 C1 RU 2636807C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- comfort
- formula
- room
- coefficient
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D10/00—District heating systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K17/00—Measuring quantity of heat
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/56—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/17—District heating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Abstract
Description
Изобретение относится к системам контроля эффективности работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования жилых, общественных и административных зданий и может быть использовано при проектировании, реконструкции и оптимизации режимов работы указанных систем, а также при разработке и внедрении энергосберегающих мероприятий.The invention relates to systems for monitoring the efficiency of heating, ventilation and air conditioning systems in residential, public and administrative buildings and can be used in the design, reconstruction and optimization of the operating modes of these systems, as well as in the development and implementation of energy-saving measures.
Широко известны способы определения комфортности микроклимата, включающие измерения и оценки отдельных его составляющих: температуры, подвижности, относительной влажности воздуха помещений, а также характеристик теплового излучения. Примером может служить ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях», а также СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».Widely known methods for determining the comfort of a microclimate, including measuring and evaluating its individual components: temperature, mobility, relative humidity of indoor air, as well as the characteristics of thermal radiation. An example is GOST 30494-2011 “Residential and public buildings. The microclimate parameters in the premises ", as well as SanPiN 2.2.4.548-96" Hygienic requirements for the microclimate of industrial premises ".
Существенным недостатком данных способов является пренебрежение качеством воздуха, а также взаимным влиянием факторов микроклимата друг на друга и на организм человека.A significant drawback of these methods is the neglect of air quality, as well as the mutual influence of microclimate factors on each other and on the human body.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ оценки комфортности рабочей зоны по параметрам микроклимата (патент на изобретение RU №2509322, МПК G01W 1/02, 2012 г.), принятый за прототип. Указанный способ заключается том, что сначала осуществляют замер температуры воздуха по психрометру, затем замеряют влажность воздуха по стационарному психрометру и определяют скорость движения воздуха по анемометрам, затем на основании полученных параметров - температуры воздуха в рабочей зоне, его влажности и скорости движения, а также температуры окружающих поверхностей в рабочей зоне - рассчитывают степень комфортности по следующей формуле:Closest to the technical nature of the claimed is a method for assessing the comfort of the working area according to the microclimate parameters (patent for invention RU No. 2509322, IPC G01W 1/02, 2012), adopted as a prototype. The indicated method consists in first measuring the air temperature using a psychrometer, then measuring the air humidity using a stationary psychrometer and determining the air speed using anemometers, and then, based on the obtained parameters, the air temperature in the working area, its humidity and speed, as well as the temperature surrounding surfaces in the working area - calculate the degree of comfort according to the following formula:
S=7,83-0,1tB-0,0968tO-0,0372Р+0,18v(37,8-tB),S = 7.83-0.1t B -0.0968t O -0.0372P + 0.18v (37.8-t B ),
где tB - температура воздуха в рабочей зоне производственного помещения; tO - температура окружающих поверхностей в рабочей зоне; v - скорость движения воздуха, м/с;where t B - air temperature in the working area of the production room; t O is the temperature of the surrounding surfaces in the working area; v is the air velocity, m / s;
Р - парциальное давление водяных паров, рассчитываемое по формуле:P is the partial pressure of water vapor, calculated by the formula:
Р=0,01ϕ×Рнас, мм рт.ст.,P = 0.01ϕ × P us , mmHg,
где ϕ - относительная влажность воздуха, %; Рнас - парциальное давление водяного пара в насыщенном состоянии, после чего оценивают комфортность параметров микроклимата по следующей шкале: 1 - очень жарко; 2 - слишком тепло; 3 - тепло, но приятно; 4 - чувство комфорта; 5 - прохладно, но приятно; 6 - холодно; 7 - очень холодно; отличающийся тем, что при этом осуществляют замеры: температуры воздуха и его влажности по стационарному психрометру типа ВИТ-2, скорости движения воздуха по цифровому анемометру ATE-1034, а температуры окружающих поверхностей в рабочей зоне - с помощью контактного термометра с погружаемым зондом типа ТК5.01М.where ϕ is the relative humidity,%; P us - the partial pressure of water vapor in a saturated state, after which they evaluate the comfort of the microclimate parameters on the following scale: 1 - very hot; 2 - too warm; 3 - warm, but nice; 4 - a sense of comfort; 5 - cool, but nice; 6 - cold; 7 - very cold; characterized in that they measure: air temperature and its humidity using a stationary VIT-2 psychrometer, air velocity using an ATE-1034 digital anemometer, and the temperature of surrounding surfaces in the working area using a contact thermometer with an immersion probe of the TK5 type. 01M.
Недостатком указанного решения является применимость исключительно к помещениям производственного назначения и отсутствие учета взаимного влияния параметров друг на друга и на комфортность микроклимата.The disadvantage of this solution is its applicability exclusively to industrial premises and the lack of consideration of the mutual influence of parameters on each other and on the comfort of the microclimate.
Технический результат заключается в повышении точности определения уровня комфортности помещений жилых, общественных и административных зданий за счет расширения спектра параметров, учитываемых при оценке уровня комфортности микроклимата, а также анализа вредностей, характерных только для помещений жилых, общественных и административных зданий.The technical result consists in increasing the accuracy of determining the level of comfort of premises of residential, public and administrative buildings by expanding the range of parameters taken into account when assessing the level of comfort of the microclimate, as well as analyzing the hazards that are typical only for premises of residential, public and administrative buildings.
Технический результат достигается тем, что в способе оценки комфортности микроклимата в помещениях жилых, общественных и административных зданий, заключающемся в измерении в помещении температуры воздуха, относительной влажности, подвижности воздуха, температуры окружающих поверхностей, предварительно определяют преимущественный тип и характеристики выполняемой работы, а также сопротивление теплопроводности преимущественного типа одежды людей, дополнительно измеряют температуру поверхности одежды человека, концентрацию диоксида углерода в воздухе обследуемого помещения и в наружном воздухе, вычисляют составляющие уравнения теплового баланса человека, рассчитывают коэффициент комфортности теплового состояния человека k1 по формуле: k1=(qн-qф)/qн,The technical result is achieved by the fact that in the method of assessing the comfort of the microclimate in the premises of residential, public and administrative buildings, which consists in measuring the indoor air temperature, relative humidity, air mobility, temperature of the surrounding surfaces, the preferred type and characteristics of the work performed, as well as resistance, are preliminarily determined thermal conductivity of the predominant type of people's clothing, additionally measure the surface temperature of human clothing, the concentration of dioxide and carbon in the air of the test room and in the outdoor air, calculate the components of the equation of the heat balance of a person, calculate the coefficient of comfort of the heat state of a person k 1 by the formula: k 1 = (q n -q f ) / q n ,
где qн - количество тепловой энергии, которое необходимо удалить с поверхности тела человека для обеспечения его комфортного теплового состояния при заданном типе выполняемой в помещении работы, qф - количество теплоты, фактически удаляемое с поверхности тела человека (Вт/м2).where q n is the amount of thermal energy that must be removed from the surface of the human body to ensure a comfortable thermal state for a given type of work performed in the room, q f is the amount of heat actually removed from the surface of the human body (W / m 2 ).
Рассчитывают значение асимметрии радиационного излучения по формуле:Calculate the value of the asymmetry of radiation by the formula:
Δta=tp,max-tp,min,Δt a = t p, max -t p, min ,
где tp,max - максимальная температура окружающих поверхностей помещения, °С;where t p, max - the maximum temperature of the surrounding surfaces of the room, ° C;
tp,min - минимальная температура окружающих поверхностей помещения, °С;t p, min - the minimum temperature of the surrounding surfaces of the room, ° C;
Определяют значение коэффициента радиационного охлаждения k2:The value of the coefficient of radiation cooling k 2 is determined:
при tв-tp,min>2 вычисляют по формуле: k2=(qн-qл,т)/qн, где qл,т - лучистый тепловой поток, уходящий с поверхности тела человека на самую холодную окружающую поверхность помещения, tв - температура воздуха в помещении, °С,at t in -t p, min > 2 is calculated by the formula: k 2 = (q n -q l, t ) / q n , where q l, t is the radiant heat flux leaving the surface of the human body to the coldest surrounding surface premises, t in - air temperature in the room, ° С,
при tв-tp,min≤2 принимают k2=1.when t in -t p, min ≤2 take k 2 = 1.
Определяют значение коэффициента асимметрии радиационных потоков k3:The value of the asymmetry coefficient of the radiation flux k 3 is determined:
при Δta>3,9+1,8 R0, где R0 - сопротивление теплопроводности преимущественного типа одежды людей в помещении, клоwhen Δt a > 3.9 + 1.8 R 0 , where R 0 is the thermal conductivity resistance of the predominant type of clothing of people in the room,
вычисляют по формуле: k3=1-0,01(0,17Δta 2+0,72Δta-2,12),calculated by the formula: k 3 = 1-0.01 (0.17Δt a 2 + 0.72Δt a -2.12),
при Δta≤3,9+1,8 R0 принимают k3=1.when Δt a ≤3.9 + 1.8 R 0 take k 3 = 1.
Рассчитывают избыточную концентрацию С диоксида углерода в помещении по формуле: С=Сп-Со,The excess concentration of carbon dioxide C in the room is calculated according to the formula: C = C p -C o ,
где Сп - концентрации двуокиси углерода в воздухе помещения, ppm; Сo - концентрации двуокиси углерода в наружном воздухе, ppm.where C p is the concentration of carbon dioxide in the room air, ppm; With o - the concentration of carbon dioxide in the outdoor air, ppm.
Определяют значение коэффициента качества воздушной среды k4:The value of the air quality factor k 4 is determined:
при С>400 вычисляют по формуле: k4=-0,00045С+1,18,at C> 400, it is calculated by the formula: k 4 = -0,00045C + 1.18,
при С≤400 принимают k4=1.when C≤400 take k 4 = 1.
Вычисляют уровень комфортности микроклимата по формуле:The microclimate comfort level is calculated by the formula:
W=k1⋅k2⋅k3⋅k4,W = k 1 ⋅k 2 ⋅k 3 ⋅k 4 ,
и оценивают уровень комфортности микроклимата по следующей шкале:and evaluate the level of microclimate comfort on the following scale:
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Сначала определяют преимущественный тип и характеристики работ, выполняемых в обследуемом помещении (метаболистическую теплоту, отнесенную к 1 м2 поверхности тела человека - qмт, Вт/м2; коэффициент полезного действия механической работы - η; относительную скорость движения в неподвижном воздухе - v0, м/с).First, the preferred type and characteristics of the work performed in the examined room are determined (metabolic heat, referred to 1 m 2 of the surface of the human body - q mt , W / m 2 ; the efficiency of mechanical work - η; the relative speed of motion in still air - v 0 , m / s).
Определяют сопротивление теплопроводности R0, кло, преимущественного типа одежды людей в помещении.Determine the thermal conductivity resistance R 0 , clo, the predominant type of clothing of people in the room.
Проводят измерения температуры воздуха tв, °С; относительной влажности воздуха ϕ, %; температуры поверхности одежды человека tо, °С; подвижности воздуха - ν, м/с; температуры окружающих поверхностей tp,i, °С, в трех точках, удаленных друг от друга более чем на 0,5 м; концентрации двуокиси углерода (СО2) в воздухе обследуемого помещения Сп, см3/м3 (ppm) и концентрации двуокиси углерода (СО2) в наружном воздухе - Сo, см3/м3 (ppm). Измерения проводятся, например, многофункциональным измерительным прибором testo-435-1 либо иными сертифицированными измерительными средствами, внесенными в Государственный реестр средств измерений. Выбирают максимальную tp,max и минимальную tp,min температуры окружающих поверхностей помещения.Measure the air temperature t in , ° C; relative humidity ϕ,%; surface temperature of human clothing t o , ° C; air mobility - ν, m / s; the temperature of the surrounding surfaces t p, i , ° C, at three points remote from each other by more than 0.5 m; the concentration of carbon dioxide (CO 2 ) in the air of the inspected room With p , cm 3 / m 3 (ppm) and the concentration of carbon dioxide (CO 2 ) in the outside air - With o , cm 3 / m 3 (ppm). Measurements are carried out, for example, with the testo-435-1 multifunction measuring instrument or other certified measuring instruments entered in the State Register of Measuring Instruments. Choose the maximum t p, max and minimum t p, min temperatures of the surrounding surfaces of the room.
Вычисляют составляющие уравнения теплового баланса человека.The components of the heat balance equation of a person are calculated.
Тепловой поток, который необходимо удалять излучением и конвекцией с поверхности тела человека для обеспечения его комфортного теплового состояния, рассчитывают по формуле:The heat flux, which must be removed by radiation and convection from the surface of the human body to ensure its comfortable thermal state, is calculated by the formula:
qн=qтп-qдп-qип-qдс-qдя,q n = q mp -q dp -q un -q ds -q qa ,
где qтп - внутренняя теплопродукция тела человека, Вт/м2;where q tp is the internal heat production of the human body, W / m 2 ;
qдп - теплопотери через кожу за счет диффузии паров, Вт/м2;q DP - heat loss through the skin due to vapor diffusion, W / m 2 ;
qип - теплопотери с поверхности кожи при испарении влаги, Вт/м2;q ip - the heat loss from the skin surface by evaporation of moisture, W / m 2;
qдс - скрытые теплопотери при дыхании, Вт/м2;q ds - latent heat loss during breathing, W / m 2 ;
qдя - явные теплопотери при дыхании, Вт/м2.q AH - explicit heat loss during breathing, W / m 2.
Внутреннюю теплопродукцию тела человека рассчитывают какThe internal heat production of the human body is calculated as
qтп=qмт(1-η),q mp = q mt (1-η),
где qмт - метаболистическая теплота (энергия процесса окисления, происходящего в теле человека), отнесенная к единице поверхности тела человека, Вт/м2;where q mt is the metabolic heat (energy of the oxidation process occurring in the human body), referred to the unit surface of the human body, W / m 2 ;
η - коэффициент полезного действия механической работы.η is the efficiency of mechanical work.
Теплопотери через кожу человека за счет процесса диффузии паров qдп вычисляют по формуле:Heat loss through human skin due to the vapor diffusion process q dp is calculated by the formula:
qдп=0,41(1,92tк-25,3-рв),q dp = 0.41 (1.92t to -25.3-p in ),
где tк - температуры кожи человека;where t to - human skin temperature;
tк=35,7-0,032⋅qтп=35,7-0,032⋅qмт(1-η);t k = 35.7-0.032⋅q mp = 35.7-0.032⋅q mt (1-η);
рв - парциальное давление водяных паров во влажном воздухе, мм рт.ст.:p in - the partial pressure of water vapor in moist air, mm Hg:
Количество теплоты, затрачиваемое на испарение жидкости с поверхности тела человека, рассчитывают по выражению:The amount of heat spent on the evaporation of liquid from the surface of the human body is calculated by the expression:
qип=0,49(qтп-50)=0,49(qМТ(1-η)-50).q un = 0.49 (q mp -50) = 0.49 (q MT (1-η) -50).
Скрытую теплоту, выделяемую в процессе дыхания, рассчитывают по формуле:The latent heat released during breathing is calculated by the formula:
qдс=0,0027qмт(44-рв).q ds = 0.0027q mt (44-p in ).
Явную теплоту, выделяемую в процессе дыхания, рассчитывают по формуле:The apparent heat released during breathing is calculated by the formula:
qдя=0,0014qмт(34-tв).q = 0,0014q AH MT (34 a-t).
Тепловой поток, фактически удаляемый с поверхности тела человека конвекцией и излучением, вычисляют как:The heat flux actually removed from the surface of the human body by convection and radiation is calculated as:
qф=qл+qк,q f = q l + q k ,
где qл - потери теплоты с поверхности одежды и непокрытой одеждой поверхности тела человека за счет излучения, Вт/м2;where q l is the loss of heat from the surface of clothing and uncoated clothing on the surface of the human body due to radiation, W / m 2 ;
qк - потери теплоты с поверхности одежды и непокрытой одеждой поверхности тела человека за счет конвекции, Вт/м2.q to - heat loss from the surface of clothes and uncoated clothing of the surface of the human body due to convection, W / m 2 .
Тепловой поток, уходящий с поверхности одежды человека за счет излучения, рассчитывают по формуле:The heat flux leaving the surface of a person’s clothing due to radiation is calculated by the formula:
qл=3,629⋅10-8⋅[(tо+273)4-((tp,о+273)4],q l = 3,629⋅10 -8 ⋅ [(t о +273) 4 - ((t p, о +273) 4 ],
где tp,о - средняя радиационная температура помещения, которую для приближенных расчетов принимают на 2°С ниже температуры воздуха:where t p, о is the average radiation temperature of the room, which for approximate calculations is taken 2 ° C below air temperature:
tр,о=tв-2.t p, o = t in -2.
Рассчитывают конвективный тепловой поток, уходящий с поверхности тела человека:Calculate the convective heat flux leaving the surface of the human body:
- в неподвижном воздухе (v=0 м/с):- in still air (v = 0 m / s):
qк=2,4(tо-tв)1,25; to q = 2,4 (t a -t b) 1.25;
- при вынужденной конвекции и 0,1<ν<2,6 м/с:- with forced convection and 0.1 <ν <2.6 m / s:
Вычисляют коэффициент комфортности теплового состояния человека k1:The comfort coefficient of a person’s thermal state k 1 is calculated:
Далее учитывают влияния на уровень комфортности радиационного охлаждения. Для этого вычисляют лучистый тепловой поток, уходящий с поверхности тела человека на самую холодную поверхность помещения:Further, the effects on the comfort level of radiation cooling are taken into account. To do this, calculate the radiant heat flux leaving the surface of the human body on the coldest surface of the room:
qл,т=0,605⋅10-8[(to+273)4-((tp,min+273)4].q l, t = 0.605 × 10 -8 [(t o +273) 4 - ((t p, min +273) 4 ].
Коэффициент радиационного охлаждения k2:The coefficient of radiation cooling k 2 :
- при tв-tp,min≤2:- at t in -t p, min ≤2:
k2=1;k 2 = 1;
- при tв-tр,min>2:- at t in -t p, min > 2:
Рассчитывают влияние на уровень комфортности асимметрии радиационного излучения. Для этого вычисляют значение асимметрии радиационного излучения по формуле:Calculate the effect on the comfort level of the asymmetry of radiation. To do this, calculate the value of the asymmetry of radiation according to the formula:
Δta=tp,max-tp,min.Δt a = t p, max -t p, min .
Коэффициент асимметрии радиационных потоков k3:The asymmetry coefficient of the radiation flux k 3 :
- при Δta≤3,9+1,8R0:- at Δt a ≤3.9 + 1.8R 0 :
k3=1;k 3 = 1;
-при Δta>3,9+1,8R0:at Δt a > 3.9 + 1.8R 0 :
Далее определяют влияние на уровень комфортности качества воздушной среды. С этой целью рассчитывают избыточную концентрации СО2 в помещении:Next, determine the effect on the comfort level of air quality. To this end, calculate the excess concentration of CO 2 in the room:
С=Сп-Со.C = C p -C about .
И определяют коэффициент качества воздушной среды k4:And determine the air quality factor k 4 :
- при С<400:- at C <400:
k4=1;k 4 = 1;
- при C>400:- at C> 400:
k4=-0,00045⋅С+1,18.k 4 = -0,00045 ° C + 1.18.
Затем вычисляют уровень комфортности микроклимата по формулеThen calculate the comfort level of the microclimate according to the formula
W=k1⋅k2⋅k3⋅k4.W = k 1 ⋅k 2 ⋅k 3 ⋅k 4 .
Соответствующую уровню степень комфортности определяют по шкале.The level of comfort corresponding to the level is determined on a scale.
Пример реализации предложенного способаAn example implementation of the proposed method
Требуется определить уровень комфортности в помещении учебной лаборатории, если:It is required to determine the level of comfort in the premises of the training laboratory if:
метаболистическая теплота, характерная для данного типа работ, - qмт=93 Вт/м2, КПД механической работы - η=0; относительная скорость в неподвижном воздухе - v0=0 м/с. Присутствующие в помещении учащиеся одеты в легкие брюки и рубашки с коротким рукавом, ориентировочное сопротивление теплопередаче одежды - Ro=0,5 кло.the metabolic heat characteristic of this type of work is q mt = 93 W / m 2 , the efficiency of mechanical work is η = 0; relative speed in still air - v 0 = 0 m / s. Students present in the room are dressed in light trousers and short-sleeved shirts, the estimated resistance to heat transfer of clothing is R o = 0.5 clo.
Экспериментальные значения параметров микроклимата определяем при помощи многофункционального измерительного прибора testo-435-1:The experimental values of the microclimate parameters are determined using the multifunctional measuring device testo-435-1:
температура воздуха в помещении tв,=24°С;indoor air temperature t in , = 24 ° С;
относительная влажность воздуха в помещении ϕ=15%;relative humidity in the room ϕ = 15%;
подвижность воздуха в помещении ν=0,05 м/с;indoor air mobility ν = 0.05 m / s;
средняя температура поверхности одежды учащихся to=29°С;the average surface temperature of students ’clothing t o = 29 ° C;
минимальная температура окружающих поверхностей tp,min=14°С,the minimum temperature of the surrounding surfaces t p, min = 14 ° C,
максимальная температура окружающих поверхностей tp,max;=20°С;maximum temperature of surrounding surfaces t p, max ; = 20 ° С;
концентрация диоксида углерода в воздухе помещения Сп=350 ppm;the concentration of carbon dioxide in the air of the room With p = 350 ppm;
концентрация диоксида углерода в наружном воздухе Со=30 ppm.the concentration of carbon dioxide in outdoor air With about = 30 ppm.
Внутренняя теплопродукция тела человека:Internal heat production of the human body:
qтп=qмт(1-η)=93⋅(1-0)=93 Вт/м2.q mp = q mt (1-η) = 93⋅ (1-0) = 93 W / m 2 .
Температура кожного покрова человека:Human skin temperature:
tк=35,7-0,032⋅qтп=35,7-0,032⋅qмт(1-η)=35,7-0,032⋅93=32,7°С.t k = 35.7-0.032⋅q mp = 35.7-0.032⋅q mt (1-η) = 35.7-0.032⋅93 = 32.7 ° С.
Парциальное давление водяных паров во влажном воздухе:Partial pressure of water vapor in moist air:
Потери теплоты через кожу человека за счет диффузии паров:Heat loss through human skin due to vapor diffusion:
qдп=0,41(1,92tк-25,3-рв)=0,41(1,92⋅32,7-25,3-27,09)=4,26 Вт/м2.q dp = 0,41 (1,92t -25.3 to-r) = 0,41 (1,92⋅32,7-25,3-27,09) = 4,26 W / m 2.
Количество теплоты, затрачиваемое на испарение жидкости с поверхности тела:The amount of heat spent on the evaporation of liquid from the surface of the body:
qип=0,49(qтп-50)=0,49(qмт(1-η)-50)=0,49(93-50)=21,07 Вт/м2.q un = 0.49 (q mp -50) = 0.49 (q mt (1-η) -50) = 0.49 (93-50) = 21.07 W / m 2 .
Скрытая теплота, выделяемая в процессе дыхания:Latent heat released during breathing:
qдс=0,0027qмт(44-рв)=0,0027⋅93(44-27,09)=4,25 Вт/м2.q ds = 0.0027q mt (44-p in ) = 0.0027⋅93 (44-27.09) = 4.25 W / m 2 .
Явная теплота, выделяемая в процессе дыхания:Explicit heat released during breathing:
qдя=0,0014qмт(34-tв)=0,0014⋅93(34-24)=1,302 Вт/м2.q = 0,0014q AH MT (34 a-t) = 0,0014⋅93 (34-24) = 1,302 W / m 2.
Тепловой поток, который необходимо удалять излучением и конвекцией с поверхности тела человека для обеспечения его комфортного теплового состояния:The heat flux that must be removed by radiation and convection from the surface of the human body to ensure its comfortable thermal state:
qн=qтп-qдп-qип-qдс-qдя=93-4,26-21,07-4,25-1,302=62,12 Вт/м2.q = q mn n -q dp -q un -q x = -q AH 93-4,26-21,07-4,25-1,302 = 62.12 W / m 2.
Тепловой поток, уходящий с поверхности одежды человека за счет излучения:The heat flux leaving the surface of a person’s clothing due to radiation:
qл=3,629⋅10-8⋅[(to+273)4-(tp,o+273)4]=3,629⋅10-8⋅[(29+273)4-(22+273)4]=33,78 Вт/м2;q l = 3,629⋅10 -8 ⋅ [(t o +273) 4 - (t p, o +273) 4 ] = 3,629⋅10 -8 ⋅ [(29 + 273) 4 - (22 + 273) 4 ] = 33.78 W / m 2 ;
где средняя радиационная температура помещения:where is the average radiation temperature of the room:
tp,o=tв-2=24-2=22°С.t p, o = t in -2 = 24-2 = 22 ° C.
Конвективный тепловой поток, уходящий с поверхности тела человека за счет конвекции:Convective heat flux leaving the surface of the human body due to convection:
Тепловой поток, удаляемый фактически с поверхности человеческого тела посредствам конвекции и теплового излучения:The heat flux that is actually removed from the surface of the human body through convection and heat radiation:
qф=qл+qк=33,78+13,53=47,31 Вт/м2.q f = q L + q k = 33.78 + 13.53 = 47.31 W / m 2 .
Показатель комфортности теплового состояния человека k1:The comfort indicator of a person’s thermal state k 1 :
Лучистый тепловой поток, уходящий с поверхности тела человека на самую холодную поверхность помещения:Radiant heat flux leaving the surface of the human body to the coldest surface of the room:
qл,т=0,605⋅10-8⋅[(to+273)4-((tp,min+273)4]=0,605⋅10-8⋅[(29+273)4-(14+273)4]=9,46.q l, t = 0.605⋅10 -8 ⋅ [(t o +273) 4 - ((t p, min +273) 4 ] = 0.605⋅10 -8 ⋅ [(29 + 273) 4 - (14 + 273 ) 4 ] = 9.46.
tв-tp,min=24-14=10°C.t at -t p, min = 24-14 = 10 ° C.
Коэффициент радиационного охлаждения при tв-tp,min>2:The coefficient of radiation cooling at t in -t p, min > 2:
Асимметрия радиационного излучения Δta:Asymmetry of radiation Δt a :
Δta=tp,min-tp,min=20-14=6°C.Δt a = t p, min -t p, min = 20-14 = 6 ° C.
3,9+1,8R0=3,9+1,8⋅0,5=4,8.3.9 + 1.8R 0 = 3.9 + 1.8⋅0.5 = 4.8.
Коэффициент асимметрии радиационного излучения при Δta>3,9+1,8R0:The asymmetry coefficient of radiation at Δt a > 3.9 + 1.8R 0 :
Рассчитываем избыточную концентрацию СО2 в помещении:We calculate the excess concentration of CO 2 in the room:
С=Сп-Со=350-30=320 ppm.C = C p -C o = 350-30 = 320 ppm.
При С<400 k4=1.When C <400 k 4 = 1.
Вычисляем уровень комфортности микроклимата по формуле:We calculate the microclimate comfort level by the formula:
W=k1⋅k2⋅k3⋅k4=0,24⋅0,85⋅0,92⋅1=0,19.W = k 1 ⋅k 2 ⋅k 3 ⋅k 4 = 0.24⋅0.85⋅0.92⋅1 = 0.19.
Делаем вывод об уровне комфортности, по шкале уровень комфортности, равный W=0,19, соответствует состоянию человека «тепло, но комфортно».We conclude about the level of comfort, on a scale the level of comfort equal to W = 0.19, corresponds to the state of a person “warm, but comfortable”.
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016126249A RU2636807C1 (en) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | Estimation method of microclimate comfort in premises of habitable, public and office buildings |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016126249A RU2636807C1 (en) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | Estimation method of microclimate comfort in premises of habitable, public and office buildings |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2636807C1 true RU2636807C1 (en) | 2017-11-28 |
Family
ID=60581593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016126249A RU2636807C1 (en) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | Estimation method of microclimate comfort in premises of habitable, public and office buildings |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2636807C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108917095A (en) * | 2018-06-13 | 2018-11-30 | 苏州若依玫信息技术有限公司 | A kind of energy-saving type air conditioner regulating system based on human body resistance |
RU2682872C1 (en) * | 2018-04-20 | 2019-03-21 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Method for determining the parameters of heat comfort in rooms |
CN113624918A (en) * | 2021-07-14 | 2021-11-09 | 南京东旭智能科技有限公司 | Indoor air quality evaluation method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2029927C1 (en) * | 1990-05-30 | 1995-02-27 | Одесская государственная морская академия | Device for determining microclimate thermal comfort conditions |
RU2442934C2 (en) * | 2010-05-21 | 2012-02-20 | Олег Савельевич Кочетов | Method to assess comfort of working zone due to microclimate parameters |
RU2509322C1 (en) * | 2012-08-16 | 2014-03-10 | Олег Савельевич Кочетов | Method to assess comfort of working area by parameters of microclimate |
RU2511022C2 (en) * | 2011-12-08 | 2014-04-10 | Олег Савельевич Кочетов | Method of multi-criteria assessment of comfort of working area in production premises |
US20140358294A1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | Honeywell International Inc. | Perceived comfort temperature control |
-
2016
- 2016-06-29 RU RU2016126249A patent/RU2636807C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2029927C1 (en) * | 1990-05-30 | 1995-02-27 | Одесская государственная морская академия | Device for determining microclimate thermal comfort conditions |
RU2442934C2 (en) * | 2010-05-21 | 2012-02-20 | Олег Савельевич Кочетов | Method to assess comfort of working zone due to microclimate parameters |
RU2511022C2 (en) * | 2011-12-08 | 2014-04-10 | Олег Савельевич Кочетов | Method of multi-criteria assessment of comfort of working area in production premises |
RU2509322C1 (en) * | 2012-08-16 | 2014-03-10 | Олег Савельевич Кочетов | Method to assess comfort of working area by parameters of microclimate |
US20140358294A1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | Honeywell International Inc. | Perceived comfort temperature control |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОСТ 30494 - 2011, ЗДАНИЯ ЖИЛЫЕ И ОБЩЕСТВЕННЫЕ. Параметры микроклимата в помещениях, с.1-9. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2682872C1 (en) * | 2018-04-20 | 2019-03-21 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Method for determining the parameters of heat comfort in rooms |
CN108917095A (en) * | 2018-06-13 | 2018-11-30 | 苏州若依玫信息技术有限公司 | A kind of energy-saving type air conditioner regulating system based on human body resistance |
CN108917095B (en) * | 2018-06-13 | 2020-12-11 | 江苏南极机械有限责任公司 | Energy-saving air conditioner adjusting system based on human body resistance |
CN113624918A (en) * | 2021-07-14 | 2021-11-09 | 南京东旭智能科技有限公司 | Indoor air quality evaluation method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Krajčík et al. | Air distribution and ventilation effectiveness in an occupied room heated by warm air | |
RU2636807C1 (en) | Estimation method of microclimate comfort in premises of habitable, public and office buildings | |
Wang et al. | Can the PHS model (ISO7933) predict reasonable thermophysiological responses while wearing protective clothing in hot environments? | |
Tomasi et al. | Experimental evaluation of air distribution in mechanically ventilated residential rooms: Thermal comfort and ventilation effectiveness | |
Bedford et al. | The globe thermometer in studies of heating and ventilation | |
US9597038B2 (en) | Apparatus for monitoring a subject during exercise | |
CN107102022B (en) | Thermal environment comfort evaluation method based on warm-body dummy | |
Bernard et al. | Empirical approach to outdoor WBGT from meteorological data and performance of two different instrument designs | |
Huang et al. | Applicability of whole-body heat balance models for evaluating thermal sensation under non-uniform air movement in warm environments | |
Moss | Heat and mass transfer in buildings | |
Polidori et al. | Should whole body cryotherapy sessions be differentiated between women and men? A preliminary study on the role of the body thermal resistance | |
Kabanov et al. | Determination of thermal-physical properties of facilities | |
Uchiyama et al. | Estimation of core temperature based on a human thermal model using a wearable sensor | |
Wang et al. | Evaluation of the feasibility of using skin temperature to predict overall thermal sensation in non-uniform thermal environments | |
RU115472U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THERMAL RESISTANCE OF A SEPARATE HEATING SYSTEM | |
Daniel et al. | A model for the cooling effect of air movement | |
Bouzidi et al. | Assessment of thermal comfort of frail people in a sitting posture under non-uniform conditions using a thermal manikin | |
Bartal et al. | Analysis of the static thermal comfort equation | |
JP2016017692A (en) | Hyperthermia comfortable feeling evaluation method and hyperthermia environment control system | |
JP2021096084A (en) | Measurement instrument | |
CN106979819B (en) | The measuring method and device of indoor mean radiant temperature | |
Otani et al. | Solar radiation and the validity of infrared tympanic temperature during exercise in the heat | |
CN205426383U (en) | Temperature measurement probe and system | |
Flouris et al. | The validity of tympanic and exhaled breath temperatures for core temperature measurement | |
von Baeyer et al. | Water circulation and turbulence in the cold pressor task: Unexplored sources of variance among experimental pain laboratories |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180630 |