"Санитарные нормы микроклимата для жилых и общественных помещений судов внутреннего и смешанного плавания при оборудовании их системами кондиционирования воздуха и методы расчета компонентов микроклимата"
(утв. Минздравом СССР 24.09.1974 N 1183-74)

--------------------------------

<*> Нормы разработаны научно-исследовательским институтом гигиены водного транспорта Министерства здравоохранения СССР.

В настоящее время установлено, что тепловая радиация от сферы ограждений ввиду большой теплопроводности металлического корпуса судна и наличия тепловыделений в значительной мере определяет специфику формирования микроклимата жилых и общественных помещений судов внутреннего и смешанного плавания.

Воздействие фактора тепловой радиации оказывает существенную роль в формировании теплового состояния организма речников и пассажиров, что, в конечном итоге, вызывает у них ощущение дискомфорта даже в условиях микроклимата, когда температура, относительная влажность и подвижность воздуха находятся в пределах нормируемых величин.

Примененный при разработке данных санитарных норм метод характеристики условий комфортного микроклимата жилых и общественных помещений судов в градусах результирующих температур (°РТ) позволяет учесть физиологическое действие на организм речников и пассажиров фактора тепловой радиации в совокупности с другими параметрами микроклимата.

Приведенные нормы микроклимата, разработанные с учетом акклиматизационных изменений в организме речников, позволяют создавать оптимальные условия в жилых и общественных помещениях судов во всех климатических районах СССР в теплый и холодный периоды года. Кроме того, данный метод нормирования позволяет при проектировании и эксплуатации судовых систем кондиционирования воздуха, соблюдая точность комплексной гигиенической нормы, выбрать наиболее целесообразный вариант компонентов микроклимата, определяющих конструкцию этих систем в зависимости от эффективности теплоизоляции судовых помещений и предполагаемых климатических условий плавания судна.

Настоящие нормы устанавливают санитарно-гигиенические требования к расчетам и оценке систем комфортного кондиционирования воздуха на судах внутреннего и смешанного плавания.

1. Метеорологические условия в судовых помещениях характеризуются определенными сочетаниями четырех параметров: температуры, относительной влажности, подвижности воздуха и средней радиационной температуры ограждений. В качестве показателя средней радиационной температуры принимается алгебраическая разность между температурой воздуха помещения и средней температурой ограждений-подволок, стен и палуб. Сочетание всех четырех параметров, характеризующих метеорологические условия, выражается значением результирующей температуры (°РТ).

2. При оборудовании судов системами кондиционирования воздуха в жилых и общественных помещениях (в зоне преимущественного нахождения членов экипажа и пассажиров) должны обеспечиваться в зависимости от климатических районов плавания и периода года при расчетных параметрах наружного воздуха условия микроклимата, комплексно оцениваемые в °РТ в соответствии с приведенными нормами.

Отдельные компоненты микроклимата, составляющие результирующую температуру, принимаются в следующих пределах:

относительная влажность воздуха () - 50 +/- 10%;

скорость движения воздуха - 0,15 м/сек. При эксплуатации допускается подвижность воздуха 0,5 м/сек.

Показатель, характеризующий среднюю радиационную температуру (алгебраическая разность между температурой воздуха помещений и средней температурой ограждений), не должен превышать +/- 2 - 4 ().

Значение средней температуры ограждений брать из расчетов теплоизоляции помещений.

Температура воздуха (t_c - конвекционная) определяется из комплексного значения нормы в °РТ по номограмме с учетом расчетного значения температуры и принимаемых величин относительной влажности и подвижности воздуха.

Примечание: Для быстроходных судов, имеющих продолжительность рейса до 8 часов и перевозящих пассажиров в салонах, допускается в холодный период года комплексная величина микроклимата не менее 16 °РТ.

Определения метеорологических параметров микроклимата по заданному нормами значению РТ при расчетах судовых систем кондиционирования воздуха производятся с помощью "номограммы результирующих температур..." в следующем порядке:

а) на линии принятой подвижности воздуха шкалы III номограммы отмечаем точку, соответствующую значению нормируемой величины °РТ;

б) прямую линию, фиксированную у этой точки, перемещаем по одной из веерных горизонтальных линий шкалы V, соответствующей величине принятой относительной влажности воздуха до совпадения значений температуры по шкале II и шкале V. Полученное значение температуры на шкале II является промежуточной величиной (N);

в) на шкале IV откладываем значение полученной из расчетов теплоизоляции разницы () между средней радиационной температурой ограждений и конвекционной температурой воздуха . Точку, соответствующую величине , соединяем прямой с принятым значением скорости движения воздуха на шкале I и на пересечении этой прямой со шкалой II определяем поправку на тепловую радиацию (S_t);

г) искомая конвекционная температура воздуха (t_c) в кондиционируемом помещении соответствует сумме или разности промежуточной величины температуры и поправки на тепловую радиацию (t_c = N +/- S_t) в зависимости от соотношения температуры ограждений и t_c воздуха, полученного в расчетах тепловой изоляции. Поправка на тепловую радиацию (S_t) добавляется к промежуточной величине (N), когда температура ограждений ниже температуры воздуха, и вычитается в случаях, когда температура ограждений выше температуры воздуха в судовом помещении;

д) полученное значение конвекционной температуры можно изменить, варьируя величинами относительной влажности, подвижности воздуха, значений , принятых в пределах, установленных нормами.

Например: требуется определить t_c для расчета системы летнего кондиционирования воздуха на судне, предполагаемом к эксплуатации в 1-м - южном климатическом районе.

Принимаем: ; V = 0,15 м/сек.

Заимствуем из расчетов теплоизоляции: . На шкале III номограммы откладываем значение нормы микроклимата для данного района плавания в теплый период года (23,2 °РТ) на линии принятой скорости движения воздуха 0,15 м/сек. Вращая линейку вокруг заданного значения РТ 23,2°, добиваемся максимального совпадения температуры на шкале V (на пересечении вертикальной линии с горизонтальной линией принятой относительной влажности - 60%) и на шкале II. Эта промежуточная величина (N) оказалась равной 26. На шкале IV откладываем принятую разность между средней радиационной температурой ограждений и температурой воздуха . Найденную точку соединяем прямой с принятым значением скорости движения воздуха 0,15 м/сек. на шкале I и на пересечении этой прямой со шкалой II определяем поправку на тепловую радиацию . Искомая конвекционная температура (t_c) равна 26 - 2,0 = 24,0°. Или требуется определить t_c для расчета системы кондиционирования на судне в режиме отопления.

Принимаем: ; V = 0,15 м/сек.

Заимствуем из расчетов теплоизоляции . Имея норматив 18,1 °РТ, пользуясь аналогичными приемами, находим промежуточную величину N, равную 20°, затем значение поправки на тепловую радиацию, равное 2,0. Суммируем эти две величины: 20° + 2,0° = 22,0°. Искомая конвекционная температура равна 22,0°.

Сочетания параметров, характеризуемых расчетными величинами результирующих температур, представлены в справочной таблице 1, в которой приведены данные расчета микроклиматических параметров при .

1. Результирующая температура - комплексный показатель, характеризующий сочетание 4-х параметров, составляющих микроклимат помещения: температуры, относительной влажности, подвижности воздуха и средней радиационной температуры ограждений.

Для определения величины результирующей температуры (°РТ) необходимо иметь следующие исходные данные измерений:

температуры воздуха по сухому термометру (t_с),

температуры по смоченному термометру (t_м)

(замеряется аспирационным психрометром Ассмана),

температуры воздуха по шаровому термометру (t_ш),

скорости движения воздуха (V, м/сек.)

(замеряется термоанемометром ЭА-2М, ЭА-1М и др. или крыльчатым анемометром).

Замеры микроклимата производятся в местах преимущественного нахождения членов экипажа и пассажиров на высоте 1,2 м от палубы. По этим данным необходимо определить сначала среднюю радиационную температуру (R_t) по таблицам 2 и 3 следующим образом:

а) определяется алгебраическая разница между показаниями шарового и сухого термометров , может быть положительной и отрицательной в зависимости от интенсивности тепловой радиации от ограждений;

б) в первой строке таблицы 2 находим величину, равную или близкую к , и в строке подвижность воздуха (V, м/сек.), расположенной слева, находим число A. Если не целое число, то количество десятых умножается на число, указанное в крайнем правом столбце (0,1° ) на соответствующей строчке, и прибавляется к числу A.

Например: t_с = 23,3; t_ш = 26,6; V = 0,5 м/сек.;

; ; A = 5,51 х (0,184 х 3);

A = 6,06 = 6,1.

Величина A сохраняет тот же знак, что и ;

в) в таблице 3 по температуре шарового термометра (t_ш) определяем число B. В таблице целые величины градусов указаны в первом столбце, а последующие 10 столбцов соответствуют десятым долям градуса, обозначенным сверху.

Например: t_ш = 26,6; B = 84,58.

Число B всегда положительное;

г) определяем число C алгебраическим сложением величин A и B:

Например:

A = 6,1; B = 84,58; то C = 6,1 + 84,58 = 90,68;

д) R_t определяется по числу C. Для этого в таблице 3 находят число, наиболее близкое по значению C, и по первому столбцу определяют целые градусы, а в заглавии того столбца, где найдено число, находят десятые доли градусов, т.е. порядок, обратный определению величины B.

Например: C = 90,68. Наиболее близкое число в табл. 3 это 90,72. Отсюда R_t = 31,9°. После определения R_t определяется промежуточная величина (N). Для определения промежуточной величины (N) необходимо определить алгебраическую разницу между R_t и t_c:

Например: R_t = 31,9; t_c = 23,3; ; .

На шкале IV номограммы находят точку, соответствующую , а на шкале I - точку, соответствующую подвижности воздуха. Соединяют эти две точки прямой и в месте пересечения этой прямой со шкалой II определяют поправку на тепловую радиацию (S_t), имеющую тот же знак, что и .

Например: ; V = 0,5 м/сек.; S_t = +3,0.

Определяем величину N алгебраическим сложением по формуле:

Например: t_c = 23,3; S_t = +3,0; N = 23,3 + 3,0 = 26,3.

В заключение определяется результирующая температура (РТ). На шкале II номограммы "Для определения расчетных параметров воздуха судовых помещений по заданным результирующим температурам (РТ)" находится точка, соответствующая величине температуры по сухому термометру (t_с), а на шкале IV - величине температуры по смоченному термометру (t_м). Соединяем эти точки t_с, t_м и продолжаем прямую до ее пересечения со шкалой V, при этом величина искомой относительной влажности воздуха соответствует значению одной из горизонтальных линий, лежащей на точке пересечения прямой, проходящей через точки t_с и t_м, с вертикальной линией, соответствующей температуре по сухому термометру. Затем точку, соответствующую найденному значению относительной влажности (на шкале V), соединяют с точкой, соответствующей значению промежуточной величины (N) на шкале II. В месте пересечения линии, соединяющей эти две точки со шкалой III, находят значение искомой величины результирующей температуры (РТ) на линии, соответствующей подвижности воздуха.

Например: t_с = 23,3; t_м = 16,2; = 48%; N = 26,3;

V = 0,5 м/сек.; РТ = 21,8.

Найденную величину РТ сравнивают с нормой, приведенной в п. 2 в графе соответствующего климатического района плавания и периода года.

2. Оценку микроклиматических условий по результирующим температурам возможно проводить и следующим способом. В этом случае в качестве показателя средней радиационной температуры принимается средняя температура ограждающих поверхностей - палубы, подволока, бортов и переборок. Таким образом, для оценки метеорологических условий в градусах РТ необходимо измерить:

температуру воздуха помещения;

относительную влажность воздуха;

подвижность воздуха;

температуру ограждающих поверхностей.

Для измерения метеорологических условий в помещении рекомендуется использовать для измерений подвижности воздуха термоанемометры ЭА-2М, ЭА-1М и др., для измерения относительной влажности и температуры воздуха - аспирационные психрометры Ассмана, для измерения температуры ограждающих поверхностей - поверхностные термопары и термощупы.

А. Измерение температуры и подвижности воздуха термоанемометром следует производить на высоте от палубы помещения 0,5 м; 1,2 м; 1,8;

Точки замера выбираются в местах наиболее длительного пребывания людей.

Температура (средняя) и подвижность (средняя) воздуха определяются:

где ti и Vi - температура и подвижность в каждом замере;

n - количество точек замера.

Б. Измерение относительной влажности воздуха производится в тех же точках, но только на высоте от пола 1,2 м.

Относительная влажность воздуха в помещении (средняя) определяется:

где i - относительная влажность в каждом замере;

n - количество точек замера.

В. Измерение температуры поверхностей палубы, подволока, бортов и переборок поверхностными термопарами или термощупами производится на каждой поверхности. Количество точек замера принимается в зависимости от площади поверхности от 3 до 10. Количество точек замеров может быть увеличено в зависимости от характера поверхности и неравномерности распределения по ней температуры.

Точки замера выбираются приблизительно по диагонали прямоугольника на равном расстоянии. После производства замеров определяется средняя температура каждой поверхности:

где ti_пов - температура поверхности в каждом замере;

n - количество точек на поверхности.

Затем определяется средняя температура ограждений:

где , ... - средние температуры каждой поверхности (борта, переборки, подволока и палубы);

F₁, F₂ ... F_n - площадь каждой поверхности в кв. м.

Г. Определяется разница между конвекционной и радиационной температурой () или .

Первый случай для холодного периода, второй случай для теплового периода.

Д. По номограмме определяется результирующая температура.

На шкале IV находится точка, характеризующая величину , а на шкале I - точка, характеризующая измеренную величину V.

Найденные точки соединяются прямой линией, которая отсечет на шкале II поправку и на тепловую радиацию S_t - величину, характеризующую влияние на микроклимат температуры ограждений. Затем получаем промежуточную величину N, равную N = t_в + S_t.

Е. На шкале II откладываем точку N, а на шкале V точку на пересечении температуры t_в и измеренной .

Соединяем прямой линией точки, найденные на шкале II и шкале V. Линия пересечет шкалу III и в точке пересечения с измеренной подвижностью V будет величина результирующей температуры.

Пример: В результате измерения в теплый период в южном бассейне и обработки измеренных величин получено:

tв = 24,6°; ; V = 0,15 м/сек.; t_огр = 28 °C.

1) Определяем показатель .

2) Соединяем прямой линией 3,4° на шкале IV с V = 0,15 м/сек. на шкале I и получаем на шкале II отрезок S_t = 2°.

3) Определяем N = t_в + S_t = 24,6 + 2 = 26,6.

4) Находим точку N на шкале II, а на шкале V точку на пересечении температуры 24,5° и .

5) Соединяя прямой линией точки, найденные на шкале II и шкале V, получим на шкале III на пересечении с V = 0,15 м/сек. величину результирующей температуры 23,5° РТ.

Величина 23,5° РТ не находится в пределах нормируемых величин результирующих температур для данного климатического района.