Главная
Популярное
Как лазер освоил профессию сварщика
Как «пассивный дом» обходится без отопления
Что такое маркировка продукции
В чем значение насосов для промышленности, в каких отраслях какие насосы обычно используют
Как использовать солнечную энергию для теплоснабжения индивидуальных домов
Как получают искусственные алмазы
Почему энергосбережение важно для промышленности
Различные виды металлообрабатывающих станков и преимущества
Энергия ветра - неисчерпаемый источник
Для чего нужны биотехнологии в молочной промышленности?
Трубопроводная арматура
Разделы
Водоснабжение
Энергоучет
Управление энергией
Теплоизоляция и экономия энергии
Энергетические ресурсы
Энергопотребление
Твердое топливо
Энергоэффективность
История
Выпрямление синусоидальных токов
|
На главную Энергоучет Качество внутреннего воздуха Микроклимат в помещениях Полевые исследования свидетельствуют о наличии значительного числа людей, недовольных качеством среды в занимаемых ими зданиях, в том числе тех, кто страдает от Синдрома нездорового здания (СНЗ, Sick Building Syndrome, SBS), несмотря на соблюдение действующих стандартов и нормативных документов. Причиной тому является низкий уровень требований, предъявляемых действующими стандартами, что приводит к неблагоприятному воздействию среды в помещении на людей. В XXI столетии можно предвидеть сдвиг системы ценностей от довольно посредственного качества среды в помещениях в сторону стремления к его совершенству. Исходя из существующей информации и результатов новых исследований, предлагаются пять принципов, лежащих в основе новой идеологии совершенства:
• более высокое качество воздуха в помещениях повышает производительность труда и сокращает симптомы СНЗ;
• следует избегать источников загрязнения внутри зданий, в которых нет необходимости;
• подаваемый в помещения воздух должен быть прохладным и сухим;
• в зону дыхания конкретного потребителя следует мягко подавать персонализированный воздух , значит небольшое количество чистого воздуха;
• следует обеспечивать индивидуальный контроль тепловой среды. Эти принципы совершенства совместимы с задачами энергетической эфф. и устойчивости.
Предисловие
То, что столь широкое недовольство качеством среды во множественных существующих зданиях действительно имеет место, засвидетельствовано в результатах многочисленных полевых исследований (Fisk и др., 1993; Mendell, 1993; Sundell, 1994; Bluyssen и др., 199 . В этих исследованиях также сообщается, что многие люди страдают от симптомов СНЗ.
Думаю, будет справедливым сказать, что качество воздуха в помещениях во множественных зданиях находится на весьма посредственном уровне даже при соблюдении действующих стандартов. В новом столетии нам нужна новая система ценностей, основанная на стремлении к совершенству среды в помещениях. Наша цель должна состоять в том, чтобы воздух в помещении был свежим, приятным и стимулирующим, без отрицательного воздействия на здоровье и чтобы люди, находящиеся в том или ином помещении, считали бы тепловую среду комфортной. При достижении этой цели необходимо уделять должное внимание энергетической эфф. и устойчивости. Имеется ли у нас информация, необходимая для достижения этой цели на практике? Да, мы располагаем всесторонней базой данных по вопросам теплового комфорта, а вот наши познания, касающиеся качества воздуха в помещениях, до сих пор весьма неполны. Это отражает сложность взаимосвязи м. качеством воздуха в помещениях и комфортом и здоровьем человека. Но все же у нас есть информация о качестве воздуха в помещениях, и важные результаты новых научных исследований, которые окажут в будущем значительное влияние на проектирование вентилируемых помещений для человека.
В этой аналитической статье обсуждаются некоторые принципы и результаты новых исследований, которые, как мы полагаем, имеют существенное значение для достижения совершенства среды в помещениях.
Хорошее качество среды в помещениях оправдано
Fisk и Rosenfeld (199 на основе обзора литературы провели оценку экономических потерь в США вследствие заболеваний, невыходов на работу и потерь в производительности труда, вызываемых низким качеством воздуха в помещениях. Seppanen (199 выполнил аналогичные оценки для стран Северной Европы. Вывод в обоих случаях таков: оценка потерь представляет собой высокую величину в сравнении со стоимостью эксплуатации систем ОВК. Сведения об отрицательном воздействии низкого качества воздуха в помещениях на производительность труда являются новыми, но при этом имеется больше данных об отрицательном воздействии теплового дискомфорта на производительность труда. Wyon (199 выполнил превосходный анализ литературы по вопросам соотношения теплового дискомфорта и производительности труда.
Контроль источников загрязнения и вентиляция
В новом европейском руководстве по вопросам качества среды в помещениях (CR 175 (CEN, 199 настойчиво поощряется проектирование зданий с низким уровнем загрязнения и даются рекомендации относительно чистых строительных материалов. Систематический подбор материалов с тем, чтобы избежать хорошо известных случаев СНЗ, вызываемых загрязняющими материалами, общепринятая практика в целом ряде стран, например, в Скандинавии. Наличие источников загрязнения в системе ОВК это серьезный дефект, ухудшающий качество воздуха так же до того, как он подается в кондиционируемое помещение (Fanger и др., 198 . В будущем следует считать приоритетной задачей выбор материалов, разработку компонентов и циклов, а также обслуживание системы ОВК.
Контроль источников загрязнения очевидный способ обеспечения хорошего качества воздуха в помещении, который одновременно приводит к снижению расхода энергии. но усиление вентиляции также повышает качество воздуха и уменьшает симптомы СНЗ, как это показали работы Сунделла (Sundell, 199 ( . Стоимость энергии, необходимой для усиленной вентиляции, можно минимизировать путем эффективной утилизации тепла.
Подаваемый воздух должен быть прохладным и сухим
Действующие стандарты и руководства по вентиляции основаны на следующем подходе: в некоем помещении имеются определенные источники загрязнения, и вентиляция требуется для разбавления химических загрязняющих факторов до такого уровня, который человек считает приемлемым. Этот подход предполагает, что воздух воспринимают исключительно органы обоняния и химические рецепторы в носу человека и что это восприятие зависит только от химического состава воздуха. подразумевается, что необходимые параметры вентиляции не зависят ни от температуры, ни от влажности. но Берглунд и Кейн в своей работе 1989 года показали, что температура и влажность оказывают влияние на восприятие чистого воздуха в климатической камере (Berglund и Cain, 198 .
Новые всесторонние исследования, проведенные в Датском техническом университете, показали, что воспринимаемое качество воздуха в большой мере зависит от влажности и температуры вдыхаемого нами воздуха. Люди предпочитают скорее сухой и прохладный воздух. Сильное влияние влажности и температуры на воспринимаемое качество воздуха было доказано экспериментами, в которых 36 испытуемых в климатической камере оценивали приемлемость воздуха, загрязненного различными типовыми стройматериалами (Fang и др., 199 .
Как видно из 3, существенно важное значение для воспринимаемого качества воздуха имеет воздействие влажности и температуры, сочетающихся в понятии энтальпии воздуха. При постоянном химическом составе воздуха в помещении меняли энтальпию. Тепловое ощущение человеческого тела в целом сохраняли нейтральным (ни слишком тепло, ни слишком прохладно) путем варьирования одежды испытуемых. Приемлемость воздуха с течением времени не менялась, значит никакой адаптации не происходило.
Воздействие энтальпии на приемлемость или на воспринимаемое качество воздуха, выраженное в процентной доле испытуемых, недовольных этим качеством, или дециполах, оказалось весьма сильным. В двух других независимых исследованиях, проведенных в Датском техническом университете, когда около 70 испытуемых подвергались воздействию многочисленных сочетаний параметров влажности и температуры, также была показана полная корреляция м. энтальпией и приемлемостью качества воздуха, причем воздействие энтальпии оказалось так же сильнее (Fang и др., 1998; Toftum и др., 199 .
Людям, очевидно, нравится ощущение прохлады в дыхательных путях при каждом вдохе. Это создает приятное ощущение свежести. При отсутствии правильного охлаждения воздух может создавать ощущение духоты, казаться спертым и неприемлемым. Высокая энтальпия означает низкую способность вдыхаемого воздуха охлаждать и, тем самым, недостаточное конвективное и испарительное охлаждение влажных слизистых оболочек дыхательных путей, прежде всего, носовых. Такое недостаточное охлаждение тесно связано с неудовлетворенностью в восприятии качества воздуха. Это явление аналогично хорошо известному сильному влиянию температуры на воспринимаемое качество напитков, например, воды или вина.
Теплопотери от дыхания составляют лишь около 10% от общей величины теплопотерь человеческого тела, и поэтому влажность и температура вдыхаемого воздуха оказывают лишь небольшое воздействие на тепловое ощущение всего тела. Надо полагать, именно по этой причине влажность не учитывали прежде. Новые исследования показывают, что локальное воздействие температуры и влажности воздуха на дыхательные пути и, следовательно, на воспринимаемое качество воздуха на порядок сильнее, чем в отношении тепловых ощущений всего тела. Эти новые данные имеют огромное практическое значение. Очевидно, что энтальпия оказывает сильное воздействие на требования, предъявляемые к вентиляции, и, тем самым, на энергозатраты. В работе Fang (199 показано, что люди считают более высоким качество воздуха в помещениях при 20°C и относительной влажности 40% даже при небольшой кратности воздухообмена (3,5 л/счел.), чем при 23°C, относительной влажности 50% и кратности воздухообмена 10 л/счел.
выгодно поддерживать влажность на умеренно низком уровне, а температуру на нижней границе диапазона, необходимого для чувства тепловой нейтральности для всего тела. Это повысит воспринимаемое качество воздуха и уменьшит потребность в вентиляции. Может показаться удивительным, что даже в зданиях с кондиционированием воздуха в местах с теплым и влажным климатом можно экономить энергию путем поддержания температуры и влажности воздуха в помещении на умеренном уровне. Разумеется, это требует более высокого расхода энергии в расчете на один кубометр для более сильного охлаждения и осушения наружного воздуха, но это компенсируется меньшим количеством кубометров наружного воздуха, необходимого для вентиляции.
Полевые исследования (Andersson и др., 1975; Krogstad и др., 199 показывают, что умеренная температура воздуха и умеренная влажность также уменьшают симптомы СНЗ. Совет, таков: по целому ряду причин воздух для людей следует подавать прохладным и сухим.
Подавать воздух туда, где он используется
Согласно обычной инженерной практике, идеальным представляется полное перемешивание чистого воздуха и загрязняющих факторов. В случае использования вентиляционных систем с вытеснением можно достичь несколько более высокую эффективность вентиляции. В будущем, однако, я предвижу такие вентиляционные системы, которые будут подавать относительно малые количества чистого воздуха в зону дыхания каждого человека. Предлагаемая идея состоит в том, чтобы каждый из занимающих данное помещение людей получал чистый воздух, не загрязненный источниками загрязнения, существующими в помещении. Мы бы вряд ли стали пить воду из плавательного бассейна, загрязненную биоэффлуентами человека. но же, находясь в помещении, мы согласны вдыхать воздух, который уже побывал в легких других людей и загрязнен человеческими биоэффлуентами и прочими загрязняющими веществами, присутствующими в помещении. Почему бы не подавать воздух высокого качества в небольших количествах напрямую каждому потребителю вместо того, чтобы прогонять через помещение огромные количества воздуха посредственного качества? Персонализированный воздух (ПВ) следует подавать чтобы человек вдыхал чистый, прохладный и сухой воздух из сердечника воздушной струи, где подаваемый воздух не перемешан с загрязненным воздухом помещения ( . В конторском помещении ПВ можно подавать из выходного отверстия вблизи персонального компьютера на рабочем столе ( . Необходимо при этом подавать воздух мягко , значит с малой скоростью и турбулентностью, чтобы не создавать сквозняков (Fanger и др., 198 .
Обратите, пожалуйста, внимание на то, что персонализированный воздух не имеет ничего общего с индивидуальным тепловым контролем для всего тела человека, который следует обеспечивать иными средствами ( ниже).
Индивидуальный тепловой контроль
В помещении, где происходит традиционное перемешивание с воздухом, подаваемым вентиляцией, лучше поддерживать умеренно низкую температуру, соответствующую самому низкому уровню предпочтений среди всех обитателей данного помещения. В конторском помещении достаточную прохладу вдыхаемого воздуха может обеспечить уровень, например, 20 или 21°C. Всем остальным людям, для кого это слишком прохладно, потребуется небольшое количество дополнительного умеренного локального обогрева, который они могли бы контролировать с тем, чтобы добиться предпочтительной для них температуры рабочей зоны. Важно, чтобы эти небольшие потоки тепла для обогрева обеспечивались за счет излучения или теплопроводности, благодаря чему воздух в помещении останется прохладным и приятным для дыхания. Следует избегать индивидуального теплового контроля с помощью движения воздушных потоков изза риска сквозняков (Fanger, 198 .
При использовании принципа персонализированного воздуха необходима отдельная система для обеспечения индивидуального теплового контроля. Следует помнить, что сама идея системы персонализированного воздуха состоит в обеспечении чистого воздуха для дыхания, в то время как задача системы индивидуального теплового контроля состоит в обеспечении нейтральности теплового чувства для всего тела человека. Система индивидуального теплового контроля в этом случае может также функционировать на основе принципа излучения или теплопроводности; при этом важно, чтобы ее действие не создавало помех высокочувствительному потоку чистого воздуха, подаваемого в зону дыхания в системе персонализированного воздуха.
Новаторское сочетание указанных двух принципов ставит перед инженерами по ОВК сложную задачу достижения совершенства внутренней среды в помещениях.
Заключение
Следующие принципы могут оказаться полезными шагами в реализации подобной новой идеологии совершенства:
Хорошее качество воздуха оправдано, так как оно приводит к повышению производительности труда и сокращает симптомы Синдрома нездорового здания (СНЗ). Воздух, подаваемый для его использования людьми, должен быть прохладным и сухим. Небольшое количество чистого воздуха следует подавать туда, где его вдыхают, значит как персонализированный воздух , вблизи зоны дыхания каждого человека. Следует избегать источников загрязнения, в которых нет необходимости. Следует обеспечивать индивидуальный тепловой контроль для решения проблемы различий м. людьми в вопросе о желательной температуре в помещении. Вышеизложенные принципы совершенства совместимы с задачами энергетической эфф. и устойчивости.
Благодарность
Система поквартирного теплоснабжения многоквартирного жилого дома Теплоснабжение. Использование мембранных систем в городском хозяйстве Водоснабжение. Очистка воздуха на предприятиях деревообрабатывающей промышленности Вентиляция. Социально. На главную Энергоучет 0.0049 |
|