Производительность человека, занятого определенной деятельностью, зависит и от температурного режима внутренней среды. Тепловой режим помещения можно охарактеризовать так называемой эффективной температурой. Доказано, что при разных значениях эффективной температуры производительность людей различна. Если принять производительность человека при эффективной температуре 20 °С за 100 %, то при температуре 27 °С она будет 80—90 %, при температуре 30 - 50-70 %, а при температуре 35 °С — всего 20 %. Экспериментально доказано влияние эффективной температуры на психологическую деятельность, например счет, передачу знаков Морзе, реакцию воздействия на органы управления (кнопки, рычаги и т.п.), причем при повышении эффективной температуры до ЗООС производительность труда понижается до 70— 90% первоначальной и при температуре 35оС — до 55—75%. И хотя во втором случае данные более благоприятные, необходимо помнить, что потери, вызванные ошибками при управлении производственными процессами, могут быть в конечном счете значительно большими, чем потери, возникшие при сни-1 жении физической производительности [10] .

Под эффективной температурой понимают температуру воздуха в спокойном состоянии, полностью насыщенного водяными парами i/3 = = 100% I, которая вызывает у человека те же тепловые воздействия, что и среда с фактическим тепловым режимом, т.е. с температурой воздуха tj, относительной влажностью i/з и определенной скоростью циркуляции воздуха [21].

Доказано возрастание числа травм при отклонении от оптимальных значений параметров внутреннего микроклимата. Было определено, что при работе легкой и средней тяжести в производственном здании наименьшее число травм наблюдалось при температуре от 18,5 до 20,60С; при температуре воздуха 250С количество травм возрастает до 23% и более, а при понижении температуры до 12,8оС количество травм возрастает более чем на 34% (по сравнению с количеством травм при оптимальной температуре воздуха).

Рациональное производство некоторых изделий требует обеспечения требуемой влажности воздуха. Приводятся данные [ 29], что в текстильных цехах необеспечение соответствующей температуры и относительной влажности воздуха вызывает увеличение брака до 10—15% всего объема производства изделий. Требования к тепловому режиму помещений в текстильных производствах зависят как от вида перерабатываемых волокон, так и от степени их обработки. Например, кардные машины для переработки шерсти, шелка и хлопка требуют температуры воздуха 23—27оС и его относительной влажности 50—55%, для обработки некоторых искусственных волокон — температура воздуха 20оС и его относительной влажности 50—55%.

Цеха по производству бумаги и типографии также должны иметь определенные границы параметров теплового режима. Особенно важна влажность воздуха, вызывающая реакцию бумаги: изменение относительной влажности воздуха с 25 до 80% способствует удлинению бумаги на 8 мм/м [21] . Изменение длины бумаги: вызывает трудности прежде всего при многоцветной печати. За наиболее благоприятную в этих производствах принимается относительная влажность воздуха 60-65%.

В табачной промышленности в цехах увлажнения необходимо поддерживать относительную влажность воздуха 92—93%, в цехах резки — 75—80, в упаковочных цехах —60%. Во всех этих цехах требуется температура воздуха 22—24оС.

При изготовлении шоколадных изделий и конфет температура воздуха не должна превышать 20оС, а относительная влажность воздуха 30—50% [21].

Весьма влияет температура воздуха на точность измерения размеров изделий. При несоблюдении предписанных границ температуры воздуха нельзя вообще проводить измерения с заданной точностью. Например, если ошибка измерения не должна быть более ±1—2 мк/м, то температура воздуха должна колебаться в пределах не более ±2оС. Если ошибка измерения должна быть меньше ±0,1 мк/м, то колебание температуры воздуха должно быть не более ±0,50С.

Если требуемый тепловой режим помещения по технологическим требованиям находится в противоречии с тепловым комфортом, то необходимо: а) компенсировать неблагополучное воздействие отклоняющихся параметров за счет корректировки значений других параметров (как указывалось на стр. 9—10); б) провести специальные мероприятия: организовать рабочий день с частыми перерьшами в работе, обеспечить отдых в специальных помещениях, обеспечить теплой одеждой и т.п.

1.2. КОНДЕНСАЦИЯ ВОДЯНЫХ ПАРОВ

При определенных условиях водяные пары могут конденсироваться на внутренней поверхности и внутри конструкций. Увеличение содержания влаги в строительных конструкциях по многим причинам является неблагоприятным фактором. Прежде всего ухудшаются теплотехнические свойства строительных конструкций. Влажные конструкции являются благоприятной средой для появления и роста плесени, грибка и различных микроорганизмов, в результате конструкции могут быть забракованы по гигиеническим соображениям. Не исключено, что повышение влажности может ухудшить условия для хранения предметов и изделий, находящихся в помещении, Понизить их свойства и т.п. Влажность влияет также на срок

20

19 18 17 16 15 14 13

- IS -10 -5

в5 10 15

Рис. 4. Значения температуры на внутренней поверхности конструкции прн различных коэффициентах теплопередачи к и температуре наружного воздуха

Рис. 3. Зависимость температуры точки росы от температуры t: н относительной влажности воздуха v^j

службы строительных конструкций. Известно, что морозостойкость строительных материалов уменьшается при увеличении содержания влаги в них. .

Конденсация водяных паров на внутренней поверхности и внутри конструкции происходит при снижении температуры в некотором месте ниже температуры точки росы.

Температура точки росы зависит от температуры воздуха Tj- и от относительной влажности воздуха (рис. 3). Чтобы температура на внешней поверхности была выше температуры точки росы, строительная конструкция должна при заданных условиях внутренней и наружной среды иметь соответствующие теплотехнические свойства. При установившемся температурном режиме температура внутренней поверхности конструкции зависит от коэффициента теплопередачи. На рис. 4 приведена температура внутренней поверхности конструкции Tj- при коэффициенте теплопередачи ограждения к - 0,5; 1,0ти 1,5 Вт/(м■ К) при внутренней температуре воздуха fj- = 20ОС и температуре наружного воздуха в интервале от~15 до+15°С. Видно, что Гр, тем выше, чем ниже значение коэффициента теплопередачи и чем выше

температура наружного воздуха. Например, при. температуре наружного воздуха — IQOC температура внутренней поверхности г,„ = 14,4оС при к = 1,5 Вт/(м^ ■ К); Гр^ = 16,2оС при

Ф

К) и Гф = 18,10С при к = 0,5 Вт/(м^ ■ К). Для

= 1,0 Вт/(м=

воздуха с температурой = 20°С и относительной влажностью ^. = 80% температура точки росы = 16,2оС (см. рис. 3). Если сравним это значение с установленными выше значениями Tpj, то очевидно, что для конструкции с = 1,5 Вт/ (м^- К) тем-

nepaiypa поверхности ниже температуры точки росы, при к = 1,0 Вт/(м^ • К) равна ей и при к = 0,5 Вт/(м^ К) — выше температуры точки росы.

Из приведенного следует, что для обеспечения температуры на внутренней поверхности выше температуры точки росы проектировать конструкции надо так, чтобы они имели наименьшее значение коэффициента теплопередачи.

Особенно часто конденсация водяных паров происходит в углах помещения, на железобетонных перемычках, колоннах, металлических рамах и т.п., т.е. на поверхностях так называемых мостиков холода.

Если водяные пары не конденсируются на внутренней поверхности конструкции, то это еще не значит, что невозможна их конденсация внутри конструкции. Водяные пары, содержащиеся в воздухе, проникают в пористые материалы конструкции и это влияет на парциальное давление водяных паров воздуха в отдельных местах конструкции. Однако воздух может содержать только определенное максимальное количество водяных паров, что называют состоянием полного насыщения. Если в насыщенный водяным паром воздух подводится дополнительное количества пара, то он конденсируется, а при отрицательной температуре этот конденсат превращается в кристаллы льда.

Парциальное давление водяного пара при полном насыщении им воздуха зависит только от температуры. Эта зависимость в интервале температуры от —20 до +20ос показана на рис. 5.

Изменение температуры в строительной конструкции зависит от ее теплотехнических свойств, а проникание водяных паров зависит от диффузионных свойств конструкции.

При определенных теплотехнических и диффузионных свойствах конструкции в некоторых ее местах наступает такое состояние воздуха, при котором он полностью насьшхен водяными парами. Дальнейшее насыщение водяными парами приводит к их конденсации.

Для оценки возможности конденсации водяных паров внутри конструкции необходимо установить изменения температуры в конструкции, а это, в свою очередь, позволяет опреде-

2000

1400

^Z 1200

800

20

-20

2000

_0 _2 -4 -6 -8 -I» -12 -14 -16 -18 -20

t,°C

Рис. 5. Зависимость парциального давления водяного пара при полном насыщении им воздуха Р^ от температуры t

Рис. 6. Зависимости, при которых возможна конденсация пара внутри конструкции t — температура, — парциальное давление водяных паров, р^ — парциальное давление при полном насыщении водяных па-. ровна воздуха; а2 — толщина слоев конструкции

ЛИТЬ изменение парциального давления водяного пара при^ полном насыщении им воздуха р^. Затем определяется изменение действительного парциального давления водяного пара р^. Если в некотором месте конструкция р^ < p^j, то здесь возникает возможность конденсации водяных паров (рис. 6). Там, где р^ < pjj, опасности конденсации водяных паров

в конструкции нет (рис. 7).

Конденсация водяных паров внутри конструкции происходит, как правило, если с внешней стороны имеется слой, ко-

20

-20

1^с. 8. Решение конструкции с вентилируемой воздушной прослойкой d — толщина осиовиого слоя конструкции; dyy •— толщина слоя воздуха; d^y — толщина слоя пароизоляции

Рис. 7. Зависимости, характеризующие конструкцию без внутренней конденсации пара (обозначения — см. рис. 6)

торый пропускает очень мало водяных паров (например, водостойкий ковер в плоских кровлях) или вообще не пропускает никаких паров (например, в наружных панелях с внешним слоем из металла или стекла).

Чтобы водяные пары не могли конденсироваться внутри конструкции, ее слои следует располагать с постепенным снижением их диффузионного сопротивления от внутренней поверхности к наружной. Первый (внутренний) слой должен в этом случае пропускать как можно меньше водяных паров (должен иметь наибольшее сопротивление диффузии водяного пара), а последний (наружный) слой должен пропускать наибольшее количество водяньш паров (должен иметь наименьшее сопротивление диффузии водяного пара). На рис. 6 первый слой имеет сопротивление диффузии 3,81 10* м/с, второй Слой — 18,75К? м/с, что приводит к конденсации водяных паров; если же слои расположить в обратном порядке (рис. 7), то опасность конденсации водяных паров внутри конструкции устраняется.

Так как это правило не всегда можно применить, для устранения возможности конденсации водяного пара проектируют конструкции с вентилируемой воздушной прослойкой или с сетью вентилируемых каналов перед внешним слоем, имеющим большое сопротивление диффузии водяного пара (рис. 8).