Tác dụng của môi trường không khí đến con người và các quá trình sản xuất.

Tác dụng của môi trường không khí đến con người trong thiết kế thi công nhà đẹp.

Phương trình cân bằng nhiệt giữa cơ thể với môi trường.

Giữa cơ thể với môi trường luôn trao đổi nhiệt cho nhau. Kiến trúc sư của Công ty hóa chất xây dựng Phương Nam dựa trên phương trình cân bằng nhiệt để thiết kế nhà ở:

M ± Q_bx ± Q_ĐL ± Q_MT -Q_mh +Q_LV ± ∆Q = 0 (1-18)

M[ Kcal/h]: Lượng nhiệt do các quá trình sinh lý trong cơ thể sinh ra. Lượng nhiệt M phụ thuộc vào:

Thiết kế thi công nhà đẹp dựa vào các yếu tố:

Đặc điểm sinh lý của cơ thể, lứa tuổi.

Trạng thái và mức độ lao động.

Tình trạng sức khoẻ.

Mức độ ăn mặc.

Thông lượng nhiệt M được tra bảng.

Bảng 1-2: Lượng nhiệt do quá trình sinh lý trong cơ thể sinh ra

Lượng nhiệt cơ thể trao đổi với môi trường bằng bức xạ:

Q_bx = 2,16(35-t_bx) [Kcal/h] (1-19)

-2,16: hệ số

35 = t_da: nhiệt độ bề mặt da.

t_bx [⁰C]: nhiệt độ bức xạ trong phòng.

∑ Fiτi

t_bx = ∑ F_iτ_i / ∑F_i (1-20)

F_i và τ_i: Diện tích nhà ở, nhà đẹp cần thiết kế thi công và nhiệt độ bề mặt của kết cấu thứ I trong phòng.

Lượng nhiệt cơ thể trao đổi bằng đối lưu.

Q_ĐL = 8,89 √ (v) .  (35-t_k) [Kcal/h] (1-21)

v: vận tốc gió trong phòng (m/s)

t_k: Nhiệt độ không khí trong phòng (⁰C)

35 = t_da: nhiệt độ bề mặt da.

Lượng nhiệt do bức xạ mặt trời chiếu vào:

Q_MT = (1-a) I F_CT [Kcal/h] (1-22)

a: Hệ số phản bức xạ của bề mặt da hay quần áo phụ thuộc vào màu sắc. Ví dụ:

+ Da màu trắng: a = 0,45

+ Da màu vàng: a = 0,4

+ Da màu đen: a= 0,16÷0,22

I [Kcal/m2h]: Cường độ bức áo màu trắng: a = 0,75. Bức xạ của mặt trời chiếu vào người tra bảng theo tài liệu khí hậu của địa phương.

F_CT (m2): Diện tích bề mặt cơ thể chịu bức xạ mặt trờivà có thể lấy như sau:

+ Khi đứng: F = 0,6. m2

+ Khi ngồi: F = 0,25 m2

Lượng nhiệt mà cơ thể trao đổi với mặt trời do bốc hơi mồ hôi.

Q_mh = 29,1.v^0,8(42-e_T) [Kcal/h] (1-23)

v(m/s): vận tốc gió trong phòng.

e_T(mmHg): áp suất riêng của hơi nước trong không khí.

42: áp lực riêng của hơi nước bão hoà trên bề mặt da.

f: Lượng nhiệt tổn hao cho lao động cơ học của con người: Lượng nhiệt này chiếm từ 20÷35% lượng nhiệt do sinh lý sinh ra của con người và được tính:

Q_lđ = 0,2 (M-M_y) (1-24)

M[Kcal/h]: lượng nhiệt do quá trình sinh lý sinh ra khi cơ thể lao động.

My[Kcal/h]: lượng nhiệt do quá trình sinh lý sinh ra khi con người không lao động.

∆Q[Kcal/h] = M - [ ± Q_lx ± Q_LĐ-Q_mh+Q_MT+Q_lv] (1-25)

∆Q: Lượng nhiệt công lại trong cơ thể_Nó quyết định cảm giác nhiệt của người ở trong phòng.

∆Q>0: cơ thể con người thừa nhiệt, nên cảm giác nóng bức khó chịu.

∆Q<0: cơ thể con người thiếu nhiệt, nên cảm giác lạnh buốt khó chịu.

∆Q=0: cơ thể cân bằng về nhiệt, nên cảm giác dễ chịu ám áp về mùa đông và mát mẻ về mùa hè.

Nhiệt độ hiệu quả tương đương: t_hqtd (⁰C)

Sự trao đổi nhiệt giữa cơ thể với MT xung quanh phụ thuộc vào nhiệt độ (t), độ ẩm (ϕ ) và tốc độ chuyển động của không khí (v). Ba yếu tố này được tổ hợp lại để đánh giá tác động của vi khí hậu đến cơ thể con người được đặc trưng bằng “nhiệt độ hiệu quả tương đương”.

Nhiệt độ hiệu quả tương đương (t_hqtd) của môi trường không khí có nhiệt độ t, độ ẩm ϕ , tốc độ chuyển động của không khí v là nhiệt độ của không khí bảo hoà (ϕ = 100%); không chuyển động (v=0) nhưng cùng có tác dụng gây cảm giác (nóng, lạnh, dễ chịu) như tác dụng của môi trường không khí đang xét.

Công thức:

thqtd = 0,5 (tk-tư) – 1,94 v (1-26)

tk, tư(0C): Nhiệt độ khô và nhiệt độ ướt của không khí.

v(m/s): vận tốc chuyển động của không khí trong phòng.

Biểu đồ xác định nhiệt độ hiệu quả tương đương (Hình 1-8) .

Biểu đồ xác định nhiệt độ hiệu quả tương đương được xây dựng dựa trên công thức (1-26) do hội kỹ thuật thông gió Mỹ đưa ra:

Cấu tạo biểu đồ gồm:

Trục đứng bên trái cho giá trị nhiệt độ khô t_k.

Trục đứng bên phải cho giá trị nhiệt độ ướt t_ư.

Chùm đường cong giữa hai trục đứng ghi tốc độ chuyển động của không khí v = (0÷3,5); điểm thắt của chùm đường cong ứng với t = 36,5⁰C là nhiệt độ của cơ thể người bình thường khỏe mạnh.

Đường chéo cắt ngang đường cong cho trị số t_hqtd.

Cách sử dụng: Biết t_k, ϕ , v của trạng thái không khí.

Từ biểu đồ I.d ta tìm được tư của trạng thái không khí đó. Trên biểu đồ hình 1-8 ta nối t_k và t_ư gặp đường cong v tại đâu thì ở đó ta tìm được thqtd.

Ví dụ: cho tk = 20⁰C, ϕ = 60% và v = 0 m/s. Tìm t_hqtd = ?

Dựa vào biểu đồ I.d ta tìm được nhiệt độ ướt của trạng thái không khí. Với t_k = 20⁰C, ϕ = 60% ta có t_ư=15⁰C. Trên biểu đồ nhiệt độ hiệu quả tương đương ở 2 trục đứng ta xác định được hai điểm A và B tưng ứng với t_k = 20⁰C và t_ư = 15⁰C. Nối 2 điểm A và B; đường thẳng AB cắt đường cong v = 0 m/s tại điểm C. Điểm C cho trị số thqtd = 18,3⁰C.

Nếu không khí có t_k và t_ư như trên nhưng v = 0,5 m/s thì t_hqtd = 17,5⁰C.

Một số trường hợp đặc biệt.

+ Không khí có nhiệt độ tk cao hơn thân nhiệt (36,5⁰C) thì gió càng lớn thì thqtd càng lớn và cảm giác nhiệt càng nóng bức.

+ Không khí có nhiệt độ tk < 7,5⁰C, độ ẩm của không khí càng lớn, tư càng thấp nên t_hqtd càng thấp nên cảm giác nhiệt của con người càng lạnh buốt.

+ Trên biểu đồ t_hqtd (hình 1-8)có xác định vùng ôn hoà về mùa hè và mùa đông (mùa hè thqtd từ 17.5-25.5⁰C và mùa đông thqtd từ 15.5-23.5⁰C)và độ ẩm từ (60- 70)%với v_gió=0.5m/s(khi không làm việc); v_gió=3-4m/s(khi lao động)