Обмін повітря в виробничих приміщеннях здійснюється за допомогою природної вентиляції або механічних вентиляційних установок.
Організований повітрообмін при природній вентиляції (аерації) забезпечується внаслідок різниці температур (щільності) повітря, а також в результаті дії вітрового напору.
Під дією тепла, що виділяється машинами і механізмами, нагрітим вугіллям (при сушінні), людьми, а також нагрітими поверхнями підвищується температура повітря в виробничих помкщеніях і стає вище температури зовнішнього повітря.
Нагріте повітря в виробничих приміщеннях піднімається догори і через отвори в перекриттях (даху) виходить назовні.
Холодний зовнішнє повітря надходить в приміщення через відкриті прорізи в нижній або середніх зонах. В результаті створюється природний повітрообмін, званий тепловим напором.
Значення теплового напору визначається за формулою
де h - висота між центрами витяжних і припливних отворів, м; # 961; н і # 961; в - щільність зовнішнього і внутрішнього повітря, кг / м 3; g - прискорення вільного падіння, рівне 9,81 м / с 2.
Фактори, що визначають внутрішні умови кондиціонованих приміщень будівель різного призначення
Температура повітря є одним з основних факторів, що характеризують кліматичні умови приміщення. Її необхідні значення залежать від характеру діяльності людини (спокійний стан, робота різної інтенсивності), виду технологічних просесса, кліматичних умов місцевості, пори року і т.д.
Другий істотний фактор - вологість повітря. У теплий період року при високій вологості в поєднанні з високою температурою погіршується теплообмін людини з навколишнім середовищем, що призводить до перегріву організму. При низькому влагосодержании повітря, характерному для холодного періоду, зростає віддача тепла людиною за рахунок інтенсивного випаровування вологи (поту) з поверхні тіла, висихають поверхні слизових оболонок дихальних шляхів, що сприяє проникненню хвороботворних мікроорганізмів до органів дихання. Крім того, пересихають і деформуються матеріали, зростає небезпека іскрових розрядів при накопиченні статичної електрики, а також виникає небезпека конденсації водяної пари на охолоджених поверхнях.
Мінливість впливу зовнішніх і внутрішніх факторів, різна ступінь теплової інерційності і вологостійкості огороджень і елементів обладнання приміщень, інерційність самих систем кондіціонірованіямікроклімата (СКМ) і системи управління режимами їх роботи призводить до відхилення значень температур tв і відносній вологості # 966; в від заданих. При проектуванні СКМ ці відхилення можуть бути задані у вигляді амплітуд коливання Аtв і А # 966; в або величин # 916; t в і # 916; # 966; в залежно від рівня вимог до стабільності мукроклімата приміщень.
Зміна температури зазвичай складає близько 1 1,5 0 С взимку і 1 - 4 0 С влітку, але в деяких випадках його необхідно знизити за вимогами технології виробництва. Однак забезпечення вузького діапазону зміни температури вимагає значних витрат на влаштування спеціальних конструкцій охражденій приміщень, системи теплопостачання та автоматичного регулювання. Зміна відносної вологості зазвичай досить велика - 15-20%. Але, іноді, наприклад з технологічних міркувань, його також необхідно знизити.
Потоки променистого тепла істотно впливають на загальний теплообмін людини з навколишнім середовищем і відповідно на комфортність його стану. Кондиціювання повітря лише в малому ступені дозволяє змінити інтенсивність потоків променистого тепла. У приміщеннях, обладнаних системами стельового променистого опалення-охолодження, представляється можливим змінювати радіаційну обстановку.
Швидкість руху повітря в приміщеннях теж впливає на інтенсивність теплообміну людини з навколишнім середовищем. Значення цього параметра вибирається залежно від характеру діяльності людини. Швидкість руху повітря, крім того, має суттєвий вплив на стан внутрішнього середовища: розподіл температур і вологості по об'єму приміщення, наявність застійних зон і т.д. Швидкість руху повітря залежить від способу організації повітрообміну, типу повітророзподільного пристрої, швидкості випуску повітря і його витрати. У деяких випадках для підвищення швидкості руху повітря використовуються настільні і стельові вентилятори-аератори. Вплив швидкості руху повітря на комфортність стану людини необхідно розглядати в сукупності з температурою і вологістю повітряного середовища приміщення. Дослідження гігієністів дозволяють встановлювати зони комфортного поєднання цих факторів [3].
Наявність в водуха приміщення різних шкідливих газів, парів і пилу також чинить негативний вплив на самопочуття людей і на перебіг технологічних процесів. Для більшості приміщень, що кондиціонують, як і для приміщень оборудованниих звичайної вентиляцією, застосовні вимоги до повітряного середовища, регламентовані нормами. У деяких випадках до повітряного середовища можуть бути висунуто жорсткіші вимоги, наприклад в особливо чистих приміщеннях промислових підприємств в операційних і в ряді інших.
Барометричний (атмосферний) тиск і його коливання, як відомо, дуже впливає на самопочуття і здоров'я людей, особливо тих, хто страждає серцево-судинними і деякими іншими захворюваннями. У звичайних будинках не представляється можливим підтримувати барометричний тиск, помітно відрізняється від тиску зовнішнього середовища. Забезпечити заданий тиск можна лише в герметизованих об'єктах (наприклад, в барокамерах, літаках, космічних кораблях і т.п.). Однак в техніці кондиціонування повітря дуже часто доводиться забезпечувати перепади тиску до 10-20 Па між окремими цехами або установками на промислових підприємствах в залежності від технологічних вимог.
Певною мірою на самопочуття людей впливають запахи. Це вплив залежить від характеру (неприємності) запаху, його інтенсивності і від індивідуальних особливостей кожної людини (гостроти нюху, віку, стану здоров'я, професії і т.п.). Запахи на здоров'я людей зазвичай не відображаються, проте можуть бути причиною їх дискомфортного стану. Для усунення неприємних запахів можна збільшити повітрообмін, в ряді випадків застосовують дезодорацію. Іноді Повітряний надають приємні запахи.
Наявність іонізованих частинок (іонів), що мають позитивний і негативний заряд, також надає певний вплив на самопочуття людей і на стан повітряного середовища.
Внутрішній режим приміщень формується під впливом збурюючих і регулюючих впливів. До впливи відносяться як джерела і стоки тепла і вологи, так і інсоляція. трансмісійні потоки тепла і вологи, інфільтрація і ексфільтрація через зовнішні огородження, надходження від людей, тварин, рослин, нагрітих і охолоджених поверхонь обладнання, матеріалів та інших складових побутового і технологічного процесу. Регулюючими є протидіючі впливи надходження тепла і вологи від систем забезпечення мікроклімату - опалення, вентиляції та кондиціонування повітря.
Істотний вплив на стабільність підтримки заданого внутрішнього режиму приміщень і на витрати енергії надають тепло і вологостійкість огорож, а також акумулює здатність матеріалів і обладнання, що знаходиться в приміщеннях. Зазвичай вплив джерел і стоків тепла і вологи на внутрішній режим приміщень носить змінний в часі характер, у многіг випадках підкоряється періодичної закономірності. Тому часто в інженерних розрахунках з метою спрощення рішення ці дії розглядаються як періодичні квазістаціонарних гармонійні або переривчасті. Це дозволяє визначити встановлену потужність обладнання для розрахункових умов, режими споживання тепла і холоду системами протягом року і т.д. Як правило, потужності обладнання ВКВ при інженерних розрахунках для умов стаціонарного режиму виявляються завищеними. Облік тепло- і вологостійкості приміщень має особливе значення при розрахунку періодичного тепло-холодопотребленія і техніко-економічних порівняннях варіантів ВКВ.
Режим функціонування приміщень в залежності від їх призначення може мати безперервний або переривчастий характер. До числа перших можна віднести житлові приміщення, лікарні, виробництва з безперервними технологічним процесом і т.п. Велике поширення мають об'єкти з переривчастим режимом функціонування: видовищні, спортивні та адміністративні будівлі, підприємства громадського харчування, промислові підприємства з одно- і двозмінній роботою та ін. Якщо в першому випадку ВКВ забезпечують безперервне підтримання заданого режиму, то в другому випадку їх робота переривається, а до часу її відновлення характер внутрішніх і зовнішніх впливів може зазнати значних змін.
У деяких випадках для одних і тих же приміщень встановлюють змінні в часі (нестаціонарні) режими. Такі випадки характерні для видовищних, спортивних та адміністративних будівель і споруд. Наприклад, в приміщеннях Палаців спорту зі штучним льодом потрібна підтримка різних за характером температурно-вологісних умов при тренуваннях, матчах і виступах фігуристів і хокеїстів, а також при трансформації приміщення в кіноконцертний зал.
Останнім часом набуває поширення так званий динамічний мікроклімат, т. Е. Мікроклімат з певним режимом зміни (наприклад, в адмінітратівних будівлях протягом доби). Доцільність динамічного мікроклімату полягає в тому, що періодична зміна параметрів в приміщеннях робить позитивний вплив на самопочуття людей і дозволяє знизити енергоспоживання ВКВ. Монотонне витримування параметрів внутрішнього середовища знижує робочу активність людини і його опірність до захворювань (зокрема, простудних).
Вимоги до мікроклімату приміщень, що кондиціонують і закономірностям його зміни в часі є основою вибору ВКВ, підбору обладнання, визначення потужності систем, режиму їх роботи, регулювання і упрвления.