Атмосферный воздух представляет собой смесь идеальных газов, входящих в состав сухого воздуха, с водяным паром и называется влажным воздухом. При этом смесь сухого воздуха с перегретым водяным паром называется влажным воздухом, а смесь сухого воздуха с насыщенным водяным паром-насыщенным влажным воздухом.

Влажный воздух из-за незначительного количества в нем водяного пара относится к идеальным газам и подчиняется всем законам термодинамики для этих газов.

Количество влажного воздуха определяется его массой М, кг, которая складывается из массы сухого воздуха и массы водяного пара Мд.

Объем влажного воздуха V измеряется в м. В составе влажного воздуха как сухой воздух, так и водяной пар занимают тот же объем, что и вся паровоздушная смесь.

Масса воздуха, перемещаемая в единицу времени, называется массовым расходом G, измеряемым в кг/с или в кг/ч, а перемещаемый объем - объемным расходом L, измеряемым в м/с или в м/ч.

Газообразное состояние воздуха характеризуется параметрами состояния.

Температура воздуха измеряется как в Кельвинах (К), так и в градусах Цельсия С). Размер градуса Цельсия и размер кельвина один и тот же для разности температур.

Соотношение между температурами следующее:

/ =7- 273,15 К, (1.1)

где ?-температура, °С; Г-температура, К.

Давление влажного воздуха р и его состав-

Единицы измерения физических величин приведены в соответствии с Cii 528-80 Перечень единиц физических величин, подлежащих применению в строительстве

ляющих измеряется в Па и кратных единицах (кПа, ГПа, МПа)

Барометрическое давление влажного воздуха равно сумме парциальных давлений сухого воздуха р и водяного пара р:

Рб--=Р.+Ри- (1-2)

Парциальное давление сухого воздуха или водяного пара, входящих в состав влажного воздуха, может быть определено в Па по уравнению Клапейрона:

JB(n,-M ,J?r/(J/i ,), (1.3)

где /? ~ универсальная газовая постоянная, равная 8314 Дж/(кмоль К), молярная масса сухого воздуха (в) или водного пара (п), соответственно равная 29 или 18 кг/кмоль

Плотность влажного воздуха р, кг/м-, представляет собой отношение массы воздушно-паровой смеси к объему этой смеси:

р = М/V= MJV+ Mj V. (14)

Плотность влажного воздуха может определяться по формуле

р = 3,488 pJT- 1,32 pJT (1.5)

Удельный вес влажного воздуха у-это отношение веса влажного воздуха к занимаемому им объему, Н/м.

Плотность и удельный вес связаны межд\ собой зависимостью

Р = У/9. (1.6)

где ускорение свободного падения, равное 9,81

м/с

Влажность воздуха (содержание в воздухе водяного пара) характеризуется двумя величинами: абсолютной и относительной влажностью

Абсолютная влажность воздуха-количество водяного пара, кг или г, содержащегося в 1 м воздуха.

Относительная влажность воздуха ф, выраженная в %,-отношение парциального давления водяного пара содержащегося в воздухе, к парциальному давлению водяного пара в воздухе при полном его насыщении водяными парами /7,:

4> = (pJPnJ 100%. (1.7)

1 2 Метеорологические условия в помещениях

Парциальное давление водяного пара в насыщенном влажном воздухе, Па, может быть определено из выражения

ig/n н = 2,125 + (156 + 8,12 J/(236 + J, (1.8) где ?в н - температура насыщенного влажного воздуха,

Температура (точка) росы-это температура, при которой парциальное давление водяного пара р, содержащегося во влажном воздухе, равно парциальному давлению насыщенного водяного пара р при той же температуре. При температуре росы начинается конденсация влаги из воздуха.

Влагосодержание влажного воздуха d представляет собой отношение массы водяного пара Мп во влажном воздухе к массе сухой части влажного воздуха

dMJM. (1.9)

Влагосодержание влажного воздуха, г/кг, может быть выражено через давление влажного воздуха и его составляющих и относительную влажность:

d = eilpjip - pj - 6,22 ф/7 /(Рб -

-(pp jm). (1.10)

Удельная теплоемкость влажного воздуха с, кДжДкг °С)-это количество теплоты, требуемой для нагрева 1 кг смеси сухого воздуха и водяных паров на 1 ° и отнесенное к 1 кг сухой части воздуха

с = c + cd/1000, (1.11)

где Cg-средняя удельная теплоемкость сухого воздуха, принимаемая в интервале температур 0-100 С, равной 1,005 кДжДкг °С), с -средняя удельная теплоемкость водяного пара, равная 1,8 кДж/(кг С)

Для практических расчетов при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха допускается при-менять удельную теплоемкость влажного воздуха с= 1,0056 кДжДкг °С) (при температуре О °С и барометрическом давлении 1013,3 ГПа).

Удельная энтальпия влажного воздуха-это энтальпия I, кДж, отнесенная к 1 кг массы сухого воздуха:

I = 1,005? + (2500 + 1,80680-10- (1.12)

или I = ct + 2500d-\0-. (1.13) Температурный коэффициент объемного расширения а 0,00367 °С или 1/273 С . При смешении двух количеств влажного

воздуха различных состояний параметры смеси определяются зависимостями:

температура смеси воздуха, ° С.

см = (Mll + М22)/(Л1 + МХ (1.14)

где Mj и -масса влажного воздуха, кг, соответственно при температуре г, и

влагосодержание смеси воздуха, г/кг,

<м = (M.d + MdViM, + Л/з), (1.15)

где ufj и вла! осодержание смешиваемых масс воздуха, г/к1,

удельная энтальпия смеси воздуха, кДж/кг, cM = (Mii + MJViMi + Мз), (1.16)

где /, и /j-удельная энтальпия смешиваемых масс воздуха, кДж/кг

1.2. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В ПОМЕЩЕНИЯХ

В рабочей зоне производственных помещений метеорологические условия устанавливают по указаниям Санитарных норм микроклимата производственных помещений Минздрава СССР (№ 4088-86 от 31 марта 1986 г.).

Рабочей зоной считается пространство высотой 2 м от уровня пола (или площадки), на котором находятся места постоянного или непостоянного пребывания работающих.

Постоянным считается рабочее место, на котором работающий находится большую часть (более 50 % или более 2 ч непрерывно) своего рабочего времени. Если обслуживание процессов осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, то постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона

Непостоянным считается рабочее место, на котором работающий находится менее 50 % или менее 2 ч своего рабочего времени.

Обслуживаемой зоной в помещениях жилых и общественных зданий и во вспомогательных помещениях считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола, а в помещениях, где люди находятся главным образом в сидячем положении (например, залы театров, ресторанов, столовых, помещения учебных заведений), высотой до 1,5 м над уровнем пола.

Нормами установлены оптимальные и допустимые температуры, относительная влажность и скорость движения воздуха в рабочей зоне в зависимости от категории тяжести работ и периода года (табл. 1.1).

ТАБЛИЦА 11 НОРМИРУЕМЫЕ ТЕМПЕРАТУРА, ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ И СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Период года

Категория работ

Температура, С

Относительная влажность, %

Скорость движения, м/с

оптимальная

допустимая

верхняя граница

нижняя гранида

на рабочих местах

псе- не- пос- не-тряй- пос- тоян- поеных тоян- ных тоян-нь1х ных

чапти- доцустимя на опти- допустимая на

мальная рабочих местах, мальная, рэбочих местах,

J постоянных и не более постоянных и

непостоянных, непостоянны;;

не более

Теп- Легкая - 1а

лый Легкая -16

Средней тяжести-На Средней тяжести-116 Тяжелая-1П

23-25 28 30 22 20 40-60 55-при 28°С 0,1 0,1-0,2

22-24 28 30 21 19 40-60 60-при 27°С 0,2 0,1-0,3

21-23 27 29 18 17 40-60 65-при 26°С 0,3 0,2-0,4

2Q-22 27 29 16 15 40-60 70-при 25°С 0,3 0,2-0,5

18-20 26 28 15 13 40-60 75-при 24°С 0,4 0,2-0,6

й нииСе

* Большая скорость движения воздуха в теплый период года соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая-минимальдай температуре воздуха Для промежуточных температур воздуха скорость его движения может быть определена интерполяцией.

Категории работ, в зависимости от затрат энергии, устанавливаются ведомственными нормативными документами исходя из тяжести работ, выполняемых 50 % работающих и более в помещении. Разграничение категорий работ иа основе общих затрат энергии организмом принимается по Санитарным нормам микроклимата производственных помещений и для различных производств устналирается ведомственными нормами, согласоэанцыми и утвержденными в установленном порядке.

Оптимальные и допустимые параметры воздуха в помещениях, регламентируемые табл. 1.1, должны соблюдаться:

в холодный период года при всех состояниях наружного воздуха в пределах от расчет,-, ных параметров А или Б (в зависимости от назначения систем вентиляции и кондиционирования воздуха) до среднесуточной температуры наружного воздуха 10° С;

в теплый период года при всех состояниях наружного воздуха в пределах от температуры 10° С и выше до расчетных параметров А или Б (включительно).

Расчетные параметры наружного воздуха А и Б для некоторых географических пунктов приведены в СНиП 2.04.05-86.

В четвертой строительйо-климатической зоне при соблюдении требований по предуп-

реждещю церегревания работающих, верхнюю границу допустимой температуры воздуха в теплый период года, указанную в таблице, допускается повыщать на постоянных и е-лостоявдщх рабочих местах, но не выше cqot-ветственщ : 31 и 32° С-при лещих рботах;>30 и 31° С-при работах средней ,тяя?ести;, 29 и 30 ° С т-при тяжелой работе. При этом скорость движения должна увеличиватьсянэ %\ м/с, а относитедьная влажность воздуха понижаться на 5 %, и каждый градус повышения темвд-ратхры* начиная от верхних границ допустимых температур воздуха, установл,енных ддя отдельных категорий работ по тяжести в теплый период года.

В отапливаемых производственных поме-щейиях, а также в помещениях со значительными избытками явного тепла, где на каждого работающего приходится от 50 до 100 м полезной площади, допускается предусматривать в холодный и переходный периоды года понижение температуры воздуха вне постоянных рабочих мест до 12° С при легких работах, до 10° С при работах средней тяжести и до 8 С при тяжелых работах. При этом на постоянных рабочих местах следует предусматривать поддержание нормируемых метеорологических условий.

В тех производственных помещениях, где