Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow БЖД arrow Безопасность жизнедеятельности предприятия легкой и текстильной промышленности

Расчет зон теплового комфорта и дискомфорта для проектируемых, реконструируемых и эксплуатируемых промышленных предприятий

При анализе проекта с типовыми конструктивными решениями или связанного с реконструкцией и техническим перевооружением предприятия определяются размеры зоны теплового дискомфорта в пристенном участке производственного помещения с постоянными рабочими листами на технологическом потоке.

Недостаточные теплозащитные качества наружных ограждающих конструкций и в особенности окон приводят к тому, что на их внутренней поверхности температура значительно ниже температуры стены и воздуха в помещении. Поэтому человеческий организм в пристенном участке помещения теряет тепло путем лучистого теплообмена с охлажденными поверхностями остекления. Организм человека испытывает одностороннее охлаждение, что с точки зрения гигиенистов является наиболее опасным для его здоровья. Величину лучистого и конвективного теплообмена гигиенисты принимают в качестве критерия оценки теплового комфорта человека. Расчет зон теплового комфорта и дискомфорта выполняется на основе определения составляющей лучистого и конвективного теплообмена между человеком в одежде с заданными термическими свойствами и внутренними поверхностями окон [5J.

Для выполнения расчета зоны теплового дискомфорта в пояснительной записке приводится теплотехнический расчет окон, наружных стен и пакета одежды работницы.

В качестве критерия оценки теплового состояния работниц в соответствии с рекомендациями Минздравоохранения РФ принимаем оптимальную величину средневзвешенного конвективно-лучистого теплового потока Q4 к л = 56 Вт/м2.

Определение расчетного средневзвешенного конвективно-лучистого теплового потока находим по формуле

Условиям 0Ч К Л < (Рчж.л соответствует зона теплового дискомфорта и 0Ч К Л > С?ла?л — зоне теплового комфорта.

Величина конвективного теплового потока определяется с учетом термических свойств одежды по формуле

где ач к — коэффициент конвективного теплообмена у внешней поверхности пакета одежды человека, принимаемый 3,0 Вт/м2 °С;

ta расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая по ГОСТ 12.1.006—76 или нормам проектирования соответствующих предприятий;

тч — температура на внешней поверхности одежды человека (по туловищу).

Перед ее определением студент-дипломник самостоятельно проектирует одежду для работниц швейного или обувного цеха. Находит для каждого слоя материал, его толщину и коэффициент теплопроводности.

Затем определяется температура на внешней поверхности одежды человека (по туловищу) по следующей формуле

где ткч — характерная температура поверхности кожи под одеждой человека, принимаем 33 °С, и коэффициент теплообмена у внешней поверхности одежды — 7,0 Вт/(м • °С);

L — периметр рассматриваемой части тела, м;

8П — толщина пакета одежды, м:

/?п — термическое сопротивление пакета одежды рассматриваемой части тела (м2 оС)/Вт, определяем по формуле

где 8П], 8г,2 , 8Пз — толщина материалов пакета одежды, м;

Х,п , ^п2 ’ ^п3 коэффициенты теплопроводности материалов пакета одежды, Вт/(м °С), которые приведены в табл. 2.3;

К — величина коэффициента при пакете одежды из двух слоев принимается равной 0,095 (м2 • °С)/Вт, при трех слоях — 0,1 (м2 • °С)/Вт, при четырех слоях — 0,105 (м2 • °С)/Вт.

Таблица 2.3. Теплотехническая характеристика текстильных материалов

Текстильные материалы

Толщина, мм

Плотность,

г/см3

Коэффициент

теплопроводности,

Вт/(м°С)

Бельевые ткани хлопчатобумажные

Бязь гладкокрашеная

0,48

0,292

0,053

Бязь отбельная

0,33

0,418

0,063

Шифон отбельный

0,3

0,333

0,0585

Сатин гладкокрашеный

0,42

0,305

0,056

Батист гладкокрашеный

0,25

0,284

0,055

Плательные ткани хлопчатобумажные

Ситец набивной

0,35

0.263

0,0527

Ткань плательная набивная

0,58

0,262

0,053

Окончание табл. 2.3

Текстильные материалы

Толщина, мм

Плотность,

г/см3

Коэффициент

теплопроводности,

Вт/(м°С)

Креп набивной

0,36

0.261

0,0526

Креп плательный

0,45

0,229

0,0491

Зефир пестротканый

0,39

0,290

0,0554

Плательные шелковые ткани

Креп-шифон

0,18

0,139

0,037

Креп-жоржет

0,27

0,207

0,046

Крепдешин

0,24

0,229

0,049

Полотно

0,24

0,296

0,056

То же

0,36

0,297

0,0556

Величина потерь теплового потока человека с учетом термических свойств определяется лучистым теплообменом с окном, простенком наружной стены по формуле

где Сост и Спрост — коэффициенты излучения внутренней поверхности остекления 5,2 Вт/(м2 оК4) и стены 4,6 Вт/(м2 оК4);

Сч — коэффициент излучения внутренней поверхности одежды человека, в зависимости от фона колеблется от 4,4 (светлые тона) и 4,9 Вт/(м-К4) (темные тона);

С0 коэффициент излучения абсолютно черного тела 5,76 Вт/(м2-°К4).

По принятым размерам окна определяем на различном расстоянии величину углового коэффициента облучения человека на поверхности окна ср ч_ост , простенка стены ф ч_просх по номограммам на рис. 2.1, 2.2 и 2.3.

Определяем сопротивление теплопередаче наружной стены по формуле

где ав и ан — коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхности стены, Вт/(м2 оС) (принимаем ав = 8,7 Вт/(м2 оС) иан = = 23 Вт/(м °С);

8j ,82,83 толщина слоев в наружной стене, м;

Х122 коэффициент теплопроводности материала,

Вт/(м°С).

Значения коэффициентов теплопроводности строительных материалов приведены в табл. 2.4 [4].

Таблица 2.4. Теплотехнические показатели строительных материалов

Материал

Плотность в сухом состоянии, кг/м3

Коэффициент теплопроводности при условиях эксплуатации, Вт/(м°С)

Железобетон

2500

2,04

Бетон

2300

1,80

Керамзитобстон

1200

0,52

Псрлитобстон

1100

0,50

Шунгизитобетон

1400

0,64

Пенобетон

1000

0,47

Цементно-песчаный раствор

1800

0,93

Кирпичная кладка из глиняного обыкновенного кирпича

1800

0,81

Кирпичная кладка из силикатного кирпича

1800

0,87

Кирпичная кладка из керамического пустотелого кирпича

1200

0,52

Плиты минсраловатные

123

0,07

Пенополистерол

150

0,06

Тоже

40

0,05

Коэффициент облучения с поверхности тела человека на вертикальную поверхность размером 3,0x4,5 м

Рис. 2.1. Коэффициент облучения с поверхности тела человека на вертикальную поверхность размером 3,0x4,5 м

Коэффициент облучения с поверхности тела человека на вертикальную поверхность размером 2,96x2,97 м

Рис. 2.2. Коэффициент облучения с поверхности тела человека на вертикальную поверхность размером 2,96x2,97 м

Коэффициент облучения с поверхности тела человека на вертикальную поверхность размером 3,0x0,5 м

Рис. 2.3. Коэффициент облучения с поверхности тела человека на вертикальную поверхность размером 3,0x0,5 м

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R0 следует принимать в соответствии с заданием на проектирование, но не менее требуемого значения, , которое определяется исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле (2.8) и условий энергосбережения — по табл. 2.5.

Градусы-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по формуле [6]

где tB то же, что и в формуле (2.2);

Таблица 2.5. Нормативные значения сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций

Здания и помещения

Градусо-сутки отопительного периода, °С • сут.

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, (м2 °С)/Вт

стены

покрытия

окна

Административные и бытовые

2000

1,6

2,4

0,3

4000

2,4

3,2

0,4

6000

3,0

4,0

0,5

8000

3,6

4,8

0,6

10 000

4,2

5,6

0,7

12 000

4,8

6,4

0,8

Производственные с сухим и нормальным режимом

4000

1,4

2,0

0,25

4000

1,8

2,5

0,30

6000

2,2

3,0

0,35

8000

2,6

3,5

0,4

10 000

3,0

4,0

0,45

12 000

3,4

4,5

3,4

^от.пер и ^от.пер средняя температура и продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С, приведены в табл. 2.6.

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяют по формуле

где Д/н — нормативный температурный период между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции At = 6 °С;

/н — расчетная зимняя температура наружного воздуха °С, находят по табл. 2.6.

Температура на внутренней поверхности простенка стены определяется по формуле

В зависимости от температуры внутреннего и наружного воздуха сопротивление теплопередаче окна выбирается по данным табл. 2.7.

Таблица 2.6. Средняя температура и продолжительность отопительного периода по некоторым городам

Город

Период со средней суточной температурой воздуха

Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки tH, °С

средняя температура ^от.пер’ С

продолжительность отопительного периода Z, сут.

Москва

-3,6

213

-28

Архангельск

-4,7

272

-31

Астрахань

-1,6

172

-23

Владимир

-4,4

217

-28

Вологда

-4,8

250

-31

Иркутск

-8,9

260

-37

Н. Новгород

-4,7

234

-27

Кемерово

-8,8

235

-39

Красноярск

-7,8

254

-39

Санкт- Петербург

-2,2

219

-26

Новосибирск

-9,1

229

-39

Пермь

-6,4

226

-35

Свердловск

-6,4

228

-35

Тамбов

-4,2

202

-28

Тюмень

-8,4

229

-37

Температура внутренней поверхности окна без учета инфильтрации определяется по формуле

Температура на внутренней поверхности окна с учетом инфильтрации определяется по уравнению, предложенному П.Н. Умняко- вым [5]:

где С — удельная теплоемкость воздуха,0,29 Вт/(кг °С);

А — коэффициент, учитывающих частичный нагрев инфильтрирующего воздуха. Он определяется по табл. 2.8.

Таблица 2.7. Конструкции и теплотехнические характеристики окон

Разность температуры внутреннего и наружного воздуха, °С

Тип окна*

Сопротивление теплопередаче R0CT, 2°С)/Вт

Свыше 30 до 38

Двойное остекление в деревянных спаренных переплетах без щелевой перфорации подоконника

0,34

Свыше 38 до 44

Двойное остекление в деревянных раздельных переплетах без щелевой перфорации подоконника

0,39

Свыше 44 до 50

Двойное остекление в деревянных раздельных переплетах с щелевой перфорацией

0,39

Свыше 50 до 64

Тройное остекление в деревянных переплетах (спаренный и одинарный) с щелевой перфорацией в подоконнике

0,52

* При устройстве щелевой перфорации в подоконнике повышается температура внутренней поверхности остекления за счет интенсификации конвективного теплообмена у этой поверхности восходящей струей от отопительного прибора.

Таблица 2.8. Значения коэффициента А, учитывающего частичный нагрев инфильтрующего воздуха

2

Величина коэффициента Л при W, кг/м ч

10

10-20

20

10-15

0,89

0,93

0,96

15-20

0,82

0,88

0,92

25-30

0,75

0,83

0,89

35-40

0,7

0,8

0,86

Более 45

0,66

0,77

0,84

Количество воздуха W, кг/(м ч), поступающего в помещение путем инфильтрации через окно, определяется по формуле

В формуле (2.12) величину сопротивления воздухопроницаемости окна в зависимости от вида прокладок принимают: для двойного остекления в деревянных спаренных и раздельных переплетах с уплотнением притворов прокладками из пенополиуретана /?и = 0,2 (м2ч)/кг и тройного остекления в деревянных раздельных переплетах (спаренный и одинарный) с уплотнением притворов пенополиуретановыми прокладками RK = 0,44 (м2ч)/кг.

Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций Ар определяется по формуле

где Н — высота здания от поверхности земли до верха карниза, м;

v — максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16 % и более;

Ар0 — разность давления воздуха 9,81 Па;

Ун и Тв — удельный вес наружного и внутреннего воздуха, определяется по формуле

где t — принимаемая расчетная температура воздуха, °С.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы