Аннотация: В предлагаемой вашему вниманию статье, исследуется проблема обеспечения оптимальных параметров микроклимата на рабочих местах, расположенных в непосредственной близости от входных дверей общественного здания, на примере учебного заведения.
В работе представлен анализ наиболее эффективного типа и режима работы воздушно-тепловой завесы, который учитывает специфику деятельности учебного заведения. Для проведения исследования была создана цифровая модель входной зоны с тамбуром. В ходе анализа полученных результатов были рассмотрены температурные поля, распределение и скорость воздушных потоков, а также условия смешения наружного и подаваемого тепловой завесой воздуха. На основе этих данных были разработаны рекомендации по обеспечению комфортных условий для работы персонала во входной зоне.
Воздушно-тепловые завесы применяют в холодный период года для защиты помещений, находящихся в непосредственной близости от входа (дверей, ворот) от врывания наружного воздуха и обеспечение нормируемых метеорологических параметров в рабочей зоне помещения.
В настоящей работе рассматривается проблема соблюдения микроклимата на рабочих местах вахтёров, охранников, расположенных в непосредственной близости от входных дверей учебного корпуса.
С экономической точки зрения наиболее эффективны завесы периодического действия. Такой режим работы можно применить в учебных заведениях, где пользование входными дверями подчинено расписанию занятий. Однако, не всегда удаётся обеспечить требуемый температурный режим на рабочем месте, особенно при активном пользовании дверями, что приводит к ухудшению условий труда, росту простудных заболеваний среди персонала, находящегося вблизи входных дверей.
Для обоснования выбора типа завесы и режима её работы необходимо рассмотреть применяемые способы формирования воздушного потока:
- завеса шиберующего типа обеспечивает в проеме струйного противодействия втеканию наружных масс воздуха и вытеканию внутренних масс.
- завеса смесительного типа обеспечивает интенсивное струйное перемешивание свободно втекающего наружного воздуха с подготовленным внутренним (наружным) в количестве, достаточном для доведения температуры смеси до требуемой величины.
- комбинированная завеса соединяет шиберующую и смесительную завесы с тем или иным приоритетом [1].
Для общественных зданий (учебных заведений) наиболее целесообразно применение завесы смесительного типа. Она не создаёт дополнительного сопротивления на пути врывающегося наружного воздуха, а осуществляет эффективное смешение его с тёплым воздухом в пределах тамбура. Режим работы такой завесы зависит от расчетной температуры наружного воздуха и числа проходящих людей через двери [2].
Современные системы автоматизированного проектирования позволяют создать достаточно точную цифровую модель тепловой завесы и имитировать различные режимы её работы. В частности, изменение скорости ветра и температуры наружного воздуха; температуры воздуха, подаваемого в помещение тамбура; некоторых прочих условий. Рассмотрена цифровая модель входа, оборудованного тамбуром, учебного заведения.
Применение математического моделирования с помощью информационных технологий, богатая теоретическая база, основанная на большом количестве опытных данных, позволяют рассматривать численный эксперимент как технологически и методологически новый этап научных и прикладных исследований.
Разработка математической модели и дальнейшие её усовершенствования требуют, как правило, меньших усилий, чем такие же действия над реальным объектом. Кроме того, в эксперименте иногда зачастую сложно бывает воспроизвести некоторые критические режимы или экстремальные условия. Таким образом, математическое моделирование оказывается одним из наиболее адекватных способов исследования.
Для определения наиболее проблемных мест с точки зрения отклонения температуры в рабочей зоне, построена трёхмерная модель фрагмента здания с входной дверью, тамбуром, частью вестибюля (рисунки 1, 2). Размеры фрагмента вестибюля по ширине приняты по 1,5 м от тамбура, что обеспечивает стабилизацию воздушных потоков (скорость и направление воздуха показаны стрелками).
Граничные условия (скорость v и температура потока t) заданы для сечения входной двери vн = 4 м/c; tн = -10 °C; для воздухораспределителей тепловой завесы vз = 8 м/c; tз = 35 °C; для внутреннего объёма помещения – давление воздуха 0,103 МПа, учитывая рекомендации [4].
Рисунок 1 – Фрагмент плана вестибюля
Рисунок 2 – Вертикальное сечение по оси тамбура
На рисунке 1 показан фрагмент плана вестибюля, тамбура и входных дверей. Воздухораспределители тепловой завесы с двух сторон от входа на удалении 0,5 м. Градиентная заливка иллюстрирует температурное поле на высоте 0,1 м от уровня пола. Стрелками показаны направление и скорость движения воздуха. На рисунке 2 показано вертикальное сечение по оси тамбура. Представленные результаты показывают, что параметры рассчитанной завесы обеспечивают требования [3] в рабочей зоне по температуре tрз = 12 °C и скорости движения воздуха vрз = 0,5 м/c на высоте более 0,5 м и удалении от створа основного потока до 0,3 м. Однако при tн < -10 °C и при порывах ветра vн > 5 м/c возможно врывание значительных масс холодного воздуха в помещение. Таким образом, для обеспечения комфортных условий работы персонала (охрана) рекомендуется перенаправить поток людей из створа основного потока в одну или две стороны на удаление не менее 1,5 м от продольной оси тамбура.
Вывод: Проведённый численный эксперимент, позволил проследить распределение температурных полей, направление и скорость воздушных потоков и выявить наиболее проблемные зоны, с точки зрения обеспечения нормируемых параметров микроклимата. Предложить мероприятия для улучшения условий работы персонала, находящегося в непосредственной близости от входных дверей.
______________________________________________________________________________________
Контакты отдела:
Руководитель – Чёрный Игорь Петрович
Тел.: +7 (8482) 90-33-03 (доб. 700)
Эл. почта: exp@tpptlt.ru
Эксперт отдела ОТЭиО – Анциферов Сергей Александрович
Тел.: +7 (8482) 90-33-03 (доб. 701)
Эл. почта: exp@tpptlt.ru
Добавить комментарий