Будівля - це сукупність приміщень, що представляють собою обмежений обсяг, в межах якого протікає життєдіяльність людини. Процес життєдіяльності супроводжується взаємодією людини з навколишнім середовищем приміщення.
Серед факторів внутрішнього середовища виділимо комплекс мікрокліматичних умов, що роблять найбільш відчутне фізіологічну дію на людину. До них відносять тепловиеусловія в приміщенні і составвнутреннеговоздуха.
Людина пізнає світ частково через відчуття, частково свідомістю. При цьому безпосередньо надходить інформація про навколишнє середовище співвідноситься в мозку з інформацією, накопиченої в пам'яті на базі попереднього досвіду. Ця обставина свідчить про індивідуальність сприйняття людиною внутрішнього мікроклімату приміщення. Окружающаясреда, котораянесодержітраздражающіхівозбуждающіхфакторов, препятствующіхфізіческойіумственнойработе, атакжеотдиху, називаетсякомфортной.
Наведене визначення поширюється також на теплові умови і склад повітря приміщення. Тепловиеусловія в даний час прийнято оцінювати температурою повітря, радіаційної температурою приміщення, відносною вологістю і рухливістю повітря.
Составвоздуха характеризується концентрацією вуглекислоти, концентрацією шкідливих газів, парів, пилу. Сприйняття повітря характеризується також озоно-іонним складом і запахами.
Перераховані параметри є вихідними при проектуванні будинків і систем забезпечення мікроклімату і нормуються. При цьому визначення нормативних параметрів виходить із прагнення до досягнення оптимальних значень, т; е. таких, при яких як можна менше число людей (зазвичай 15-30%) було б ними невдоволено.
Використання оптимальних параметрів мікроклімату не у всіх будинках буває доцільним і економічно виправданим. Тому у вітчизняних нормах широко використовується поняття допустимих параметрів, що представляють собою розумні граничні значення, при яких не спостерігається негативного впливу на організм людини.
Параметримікрокліматаформіруются (рис. 1) в результаті впливу на приміщення зовнішнього середовища, технологічного процесу в приміщенні і систем опалення-охолодження (СО) і вентиляції (СВ) або кондиціонування повітря (ВКВ).
Наружнаясреда впливає на теплові параметри мікроклімату опосередковано через огороджувальні конструкції (тепловлагопередача і повітропроникність) і внутрішні зв'язки між приміщеннями (переміщення потоків повітря, теплообмін). Тому теплозахист будівлі і планувальна композиція будівлі є пассівниміфакторамі формування теплового мікроклімату. Технологічний процес відіграє особливо активну роль у формуванні мікроклімату. Супроводжує цей процес виділення потоків тепла, вологи, газів, пилу здійснюється безпосередньо в приміщення і прямо впливає на теплові параметри і склад повітря.
У свою чергу, ефективне протікання технологічного процесу в ряді сучасних виробництв неможливо без підтримки параметрів внутрішнього середовища в певних межах. В цьому випадку говорять отехнологіческіхпараметрахвнутреннейсреди.
Слід мати на увазі, що в більшості виробництв технологічний процес здійснюється людьми. Тому більш правильно говорити про необхідність забезпечення комфортно-технологічних умов у виробничих приміщеннях (за винятком закритих технологічних ліній, в яких не вимагається участь людини).
Системи опалення-охлажденіяівентіляцііактівно формують внутрішній мікроклімат, нейтралізуючи негативний вплив зовнішнього середовища і технологічного процесу.
З давніх-давен людина прагнула задовольнити потребу в комфортних умовах середовища свого проживання. Значною мірою досяжна ступінь комфортності забезпечувалася за рахунок конструкції і теплозахисту будівлі в поєднанні з відносно простими опалювально-вентиляційними пристроями.
У сучасних будівлях забезпечення внутрішніх комфортних умов представляє складне технічне завдання. Збільшення поверховості будівлі призводить до істотної зміни перепаду тиску повітря зовні і всередині будівлі по його висоті. В результаті виникає вертикальне перетікання повітря і інтенсивне газове і бактеріологічне забруднення верхніх поверхів, переохолодження нижніх поверхів і підвищення небезпеки їх радонового забруднення.
Повишеннаяетажность будівлі з конструктивних міркувань пов'язана з полегшенням огорож і збільшенням площі вікон. Це, в свою чергу, сприяє радіаційного дискомфорту в холодну пору року і надмірної інсоляції в теплий період.
Сучасні оздоблювальні матеріали викликають додаткове забруднення повітря летючими органічними сполуками, формальдегідом та іншими токсичними речовинами.
Вентиляція приміщення сприяє нормалізації вологісного режиму приміщення, а, отже, збільшення довговічності огорож.
Одне з актуальних вимог сучасності - підвищення енергетіческойеффектівності будівель реалізується, перш за все, за рахунок посилення їх теплозахисту. Посилення теплозахисту прямо позначається на поліпшенні теплового комфорту приміщень в холодну пору року. Крім того, зменшення теплового навантаження на опалення при посиленні теплозахисту дозволяє знизити температуру теплоносія. Це призводить до поліпшення теплового комфорту і якості повітря в приміщенні.
Наведені вище міркування свідчать про різноманіття прямих і непрямих зв'язків параметрів будівлі та умов формування мікроклімату в ньому.
Як згадувалося вище, мікроклімат приміщення характеризується комплексом параметрів, що визначають тепловий стан приміщення і газовий склад повітря в ньому. Параметри мікроклімату формуються під впливом на приміщення потоковтеплоти, вологи, газовихпрімесей.
Перераховані потоки надходять в приміщення через зовнішні огородження із зовнішнього середовища, через внутрішні огородження з сусідніх приміщень будівлі і від внутрішніх джерел, що діють в технологічному процесі. При взаємодії з об'ємом приміщення потоки трансформуються і перетворюються, викликаючи зміну відповідних параметрів мікроклімату. Відхилення параметрів від заданих значень компенсується системами опалення-охолодження і вентиляції, які, в свою чергу, також подають в приміщення потоки тепла, вологи і свіже повітря, нейтралізують шкідливий вплив на мікроклімат.
При цьому потоки, які викликають відхилення параметрів від заданих величин, називаються возмущающімівоздействіямі. а потоки, що призводять параметри до норми, - регулірующімівоздействіямі.
Сукупність процесів формування окремих параметрів або груп параметрів називають режимом. При розгляді завдань забезпечення мікроклімату зазвичай мають справу з тепловим, вологісним, повітряним і газовим режимом приміщення або будівлі.
Ріс.2.Схемавертікальногоперемещеніяпотоковвоздухавзданіі
Теплообменвпомещеніі обумовлений надходженням в нього теплових потоків, які прийнято умовно розділяти або їх власною природою на променисті і конвективні. Конвективний теплообмін протікає (рис. 5.4) між поверхнями огорож і устаткування і повітрям приміщення. Крім цього, в приміщення надходять конвективні теплові потоки з нагрітим (охолодженим) повітрям в основному від систем вентиляції і кондиціонування повітря. У променистому теплообміні беруть участь поверхні, звернені в приміщення (рис. 5.3).
Джерелами тепла в приміщенні, як правило, є тепловиділення від технологічного обладнання, людей, штучного освітлення, опалювальних приладів і теплопоступления від сонячної радіації через вікна. Рідше теплові потоки, спрямовані всередину приміщення, проходять через непрозорі зовнішні огородження - в основному через бесчердачниє покриття, що нагріваються сонячною радіацією.
Стокітепла (теплові потоки, спрямовані з приміщення), як правило - тепловтрати через зовнішні огородження і теплові потоки з охолодженим повітрям. Джерела і стоки можуть бути чисто конвективними і змішаними - променисто-конвективними. Слід мати на увазі, що потоки різної природи по-різному формують температурні умови в приміщенні. Так, променисті потоки поглинаються поверхнями огорож і меблів і призводять до їх нагрівання. Розподіл променистих потоків в приміщенні носить, як правило, нерівномірний або асиметричний характер, що призводить до нерівномірного нагрівання окремих поверхонь. Нагріті поверхні передають за рахунок природного конвективного теплообміну тепло повітрю приміщення. Якщо температура повітря вища за температуру поверхні, конвективний теплообмін має інший напрямок.
Так як поверхні огороджень мають тепловою інерцією, теплообмін протікає в нестаціонарному режимі. Рухливість повітря кілька інтенсифікує природний теплообмін на поверхнях.
Конвективне тепло надходить безпосередньо в повітря, який не володіє тепловою інерцією, що призводить до швидкої зміни температури повітря.
У приміщеннях великого об'єму відбувається повільне перемішування повітря, що призводить до нерівномірного розподілу температури повітря.
Перемещеніепотоковвоздуха має місце як між приміщеннями в межах будівлі, так і в межах одного приміщення. Крім цього, в приміщення через зовнішні огородження надходить зовнішнє або віддаляється внутрішнє повітря. Потоки повітря, що потрапляють в приміщення з інших приміщень, несуть з собою газові домішки, що забруднюють повітря приміщення. Зовнішнє повітря, як правило, охолоджує приміщення.
Переміщення повітря междупомещеніямі (рис. 2) по вертикалі будівлі обумовлено вертикальним розподілом різниці тиску зовні і всередині будівлі при різниці об'ємної ваги зовнішнього та внутрішнього повітря. У більшості випадків об'ємна вага зовнішнього повітря більше, тому потоки повітря мають напрямок від низу до верху.
Горизонтальне переміщення повітря пов'язано з дією вітру на будівлю. При цьому повітря інфільтруються в приміщення через нещільності зовнішніх огороджень з навітряного боку будівлі, а ексфільтруется назовні - в приміщенні на заветренной стороні будівлі.
Рух потоків повітря внутріпомещенія (рис. 3) виникає близько нагрітих поверхонь опалювальних приладів і технологічного обладнання і охолоджених поверхонь зовнішніх огороджень (так звані конвективні джерела, що формують конвективні струменя). Найбільш інтенсивний рух повітря в приміщенні пов'язано з дією вентіляціоннихструй. В результаті переміщення потоків повітря в об'ємі приміщення має місце нерівномірний розподіл газових домішок, температури, вологості і рухливості повітря. У межах робочої зони приміщення виникають застійні зони з вихреобразное рухом повітря, в яких можуть накопичуватися шкідливі домішки, що неприпустимо.
Молекулярнаядіффузія парів і газів в повітрі має місце за рахунок різниці парціального тиску в безпосередній близькості від джерела домішок і в видаленні від нього. Внаслідок рухливості повітря швидкість поширення шкідливих домішок в об'ємі приміщення у багато разів перевищує швидкість дифузії. Тому цей процес не робить істотного впливу на формування параметра мікроклімату - концентрації газової шкідливості в тій мірі, як наприклад переміщення потоків повітря в приміщенні.