Đang tải... (xem toàn văn)
1 TIỆN NGHI NHIỆT LÀ GÌ?Tiện nghi về nhiệt: nơi có sự hài lòng với nhiệt môi trường tức là hầu hết mọi người không quá nóng hay quá lạnh. Một cách khác có thể coi như đây là một trường hợp không có cảm giác khó chịu TẠI SAO PHẢI QUAN TÂM ĐẾN TIỆN NGHI NHIỆT? Bởi khi mất tiện nghi sẽ gây cảm giác khó chịu, làm giảm năng suất và nguy cơ tai nạn lao động, nghiêm trọng hơn có thể gây nguy hại đến cơ thể trong trường hợp shock nhiệt. Cơ thể con người tạo ra năng lượng bằng cách sử dụng ôxy để chuyển hóa thức ăn thành các dạng năng lượng có ích. Quá trình này gọi là quá trình trao đổi chất. NL tạo ra phần ít được sử dụng để duy trì chức năng cơ thể (Hô hấp, tiêu hóa vv) và hoạt động thể chất, còn hầu hết được chuyển hóa dưới dạng nhiệt.
Metabolism = Basal + Muscular TIỆN NGHI NHIỆT 1 TIỆN NGHI NHIỆT LÀ GÌ? - Tiện nghi về nhiệt: nơi có sự hài lòng với nhiệt môi trường tức là hầu hết mọi người không quá nóng hay quá lạnh. Một cách khác có thể coi như đây là một trường hợp không có cảm giác khó chịu! TẠI SAO PHẢI QUAN TÂM ĐẾN TIỆN NGHI NHIỆT? Bởi khi mất tiện nghi sẽ gây cảm giác khó chịu, làm giảm năng suất và nguy cơ tai nạn lao động, nghiêm trọng hơn có thể gây nguy hại đến cơ thể trong trường hợp shock nhiệt. SINH LÝ CON NGƯỜI NHƯ THẾ NÀO THÌ ĐẠT ĐƯỢC SỰ TIỆN NGHI? Con người trao đổi nhiệt với môi trường theo 4 cách: Cơ thể con người tạo ra năng lượng bằng cách sử dụng ôxy để chuyển hóa thức ăn thành các dạng năng lượng có ích. Quá trình này gọi là quá trình trao đổi chất. NL tạo ra phần ít được sử dụng để duy trì chức năng cơ thể (Hô hấp, tiêu hóa vv) và hoạt động thể chất, còn hầu hết được chuyển hóa dưới dạng nhiệt. Truyền nhiệt Đối lưu Bức xạ Bay hơi Cân bằng đạt được khi: Met – Evp +_ Cnd +_ Cnv +_ Rad = 0 Nhiệt mất đi: Cnd = Truyền nhiệt(contact with cold bodies) Cnv = Đối lưu(if air is cooler than the skin) Rad = Bức xạ (to night sky & cold surfaces) Evp = Bay hơi (of moisture & sweat) Nhiệt nhận được: Met = Chuyển hóa(basal & muscular) Cnd = Truyền nhiệt (contact with warm bodies) Cnv = Đối lưu (if air is warmer than the skin) Rad = Bức xạ (from the sun, sky & hot bodies) 2 ĐIỀU GÌ QUYẾT ĐỊNH ĐẾN TIỆN NGHI NHIỆT Có 6 yếu tố chính tác động đến sự tiện nghi. 4 yếu tố của môi trường là: - NHIỆT ĐỘ: cụ thể đại lượng đánh giá ở đây là nhiệt độ không khí(t a ) và nhiệt độ bức xạ trung bình(t r ) Nhiệt độ không khí được định nghĩa là nhiệt độ phần không khí khô trong không gian và được đo bằng nhiệt kế. Tuy nhiên cách đo này không chính xác bởi lẽ bức xạ của mọi vật trong không gian khảo sát đều có tác động đến nó. Do đó, một cách nhìn nhận tương đối là hình dung các đối tượng và bề mặt phản xạ qua lại trong 1 khối cầu nhỏ cỡ quả bóng Giáng Sinh. Gần với ngọn lửa,tác động tương đối của bức xạ nóng lớn hơn và bức xạ nhiệt độ trung bình cao hơn Xa hơn, tác động tường đối của bức xạ nóng ít hơn nhiều và nhiệt độ bức xạ trung bình sẽ thấp hơn Hình 3: Nhiệt độ bức xạ trung bình Cần thiết phải thiết lập một thông số tính toán đánh giá được cả 2 điều trên CIBSE đề xuất nhiệt độ tương tác: kết hợp các ảnh hưởng của nhiệt độ không khí, nhiệt độ bức xạ và, mức độ nào đó, tốc độ không khí. Ở tốc độ không khí khoảng 0,1 m / s to = 1/2 ta + 1/2 tr - ĐỘ ẨM: thuật ngữ chỉ lượng hơi nước có trong không khí 2 đại lượng đánh giá là: Độ ẩm tương đối(RH); Tỷ lệ không khí bão hòa Hình 4 : Độ ẩm thay đổi với nhiệt độ Độ ẩm tương đối dưới 30% có thể dẫn đến những shock do tĩnh điện, và dưới 25% có thể gây cho mắt và da cảm thấy khô. Mức trên 80% cảm thấy dính dáp và khó chịu, cũng như dẫn đến sự ngưng tụ và sinh trường của nấm trên bề mặt xây dựng. Không khí có thể cũ và ngột ngạt tại độ ẩm tương đối cao. CIBSE khuyến cáo rằng độ ẩm tương đối trong khoảng 40-70% RH nói chung là chấp nhận được - LƯU THÔNG KHÔNG KHÍ: không khí ngột ngạt, cũ, hay không khí di chuyển quá nhanh cũng đều có thể gây khó chịu.Đại lượng đặc trưng: tốc độ không khí(v) Không khí chuyển động có tác dụng làm mát bởi nhiệt được lấy đi khỏi cơ thể thông qua đối lưu và bay hơi. Tốc độ chấp nhận được không phụ thuộc vào nhiệt độ và hướng của không khí chuyển động.Thường khoảng vận tốc không khí thoải mái trong các khu vực có người ở là 0,1-0,3 m / s. Vận tốc không khí thông thường là 3 m / s, vì vậy cần giảm thiểu đi rất nhiều để đạt được mức Qên nghi, do đó nên được xem xét cẩn thận bằng mô hình phòng khí động (RAD). Không khí lưu thông có thể gây ra gió lùa. Hai bộ phận cơ thể nhạy cảm nhất với gió lùa là gáy và mắt cá chân. Do đó, việc xem xét nhiệt độ cung cấp và mô hình RAD là cần thiết. Ở 0 o C không khí chỉ giữ được một lượng nhỏ hơi nước trước khi nó bão hòa tức là 100% RH Ở 21 o C không khí có thể giữ được gấp 4 lần lượng hơi nước trước khi nó bão hòa tức là 100% RH Hình 5: Vùng hoạt động Vùng hỗn hợp: không khí được cung cấp trên cao kết hợp với không khí phòng và giàm tốc độ không khí trước khi vào cùng chiếm. Vùng hoạt động: tốc độ không khí cần phải thấp để giảm hiện tượng gió lùa và sự không thoải mái. - CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ: đề cập đến cảm giác trong lành (khác hẳn với không khí ngột ngạt và đầy mùi hôi) phụ thuộc vào lượng không khí trong lành được cung cấp và mức độ các chất gây ô nhiễm đang có hoặc được tạo ra trong phòng. Ngoài ra còn có các yếu tố khác gồm: BIẾN THIÊN NHIỆT ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN Lý tưởng của tiện nghi là “bàn chân ấm và cái đầu lạnh” tức là nhiệt độ phải ấm hơn ở vùng chân so với vùng đầu cơ thể, nghĩa đen là bàn chân ấm sẽ thoải mái và đầu lạnh cho việc suy nghĩ rõ rang. Trên thực tế thì không khí nóng sẽ bay hơi lên trên, dẫn đến sự phân tầng trong không gian. Nếu điều này quá lớn dẫn đến khó chịu, với bàn chân lạnh và cảm giác thiếu không khí ở phần đầu. Để tránh hiện tượng này thì sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu và phần mắt cá chân không vượt quá 3°C. SỰ KHÁC NHAU GIỮA NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ VÀ NHIỆT ĐỘ BỨC XẠ Nếu nhiệt độ bức xạ cao hơn nhiệt độ không khí, tạo ra cảm giác tươi mát. Điều này có thể xảy ra với hệ thống sưởi có nhiều bộ phận bức xạ như tấm bức xạ hoặc hệ thống tản nhiệt hoặc ánh sáng mặt trời chiếu vào không khí mát mẻ bên trong phòng vào mùa hè. Nếu nhiệt độ không khí cao hơn nhiệt độ bức xạ ta sẽ cảm thấy ngột ngạt. Điều này có thể xảy ra với hệ thống sưởi có tính đối lưu hơn, như sưởi ấm không khí nóng. Để tránh hiện tượng khó chịu này thì hai nhiệt độ không nên quá xa nhau, lý tưởng nhất, nhiệt độ bức xạ nên cao hơn nhiệt độ không khí một chút. BỨC XẠ THEO VÙNG Bức xạ quá mức, đặc biệt nếu nó chỉ ở một bên cơ thể, có thể gây nên khó chịu, ví dụ như nếu ngồi cạnh một bề mặt cửa sổ lạnh hoặc cạnh một ngọn lửa vào mùa đông. Xem xét trường hợp ngọn lửa trong một căn phòng lạnh, một bên cơ thể sẽ nóng và bên còn lại lạnh, và mặc dù nhiệt độ turng bình có thể chấp nhận được, trong thực tế mất cân bằng gây nên sự khó chịu. Sự mất cân bằng tương tự có thể gây ra, ở một mức độ thấp hơn, bởi bề mặt nóng hoặc lạnh trong phòng như nhưng bức xạ nóng bên trên, sánh sáng trên cao, bức xạ mặt trời qua cửa kính, bề mặt lạnh của kính… Sự khó chịu về mất cân bằng trong bức xạ nhiệt có thể tránh được. Xem mục CIBSE Guide A, mục 1.5.9 SÀN ẤM HOẶC LẠNH Khó chịu theo vùng có thể xảy ra nếu nhiệt độ bề mặt sàn quá lạnh hoặc quá nóng, ví dụ nếu có lò sưởi dưới sàn. Nhiệt độ mặt sàn trong phạm vi 19-29°C là đạt yêu cầu. 2 yếu tố thộc về con người: CLOTHING LEVEL: Độ che phủ quần áo METABOLISM: Sự chuyển hóa nhiệt (mức độ hoạt đông thể chất) Các nhân tố khác ảnh hưởng đến sự tiện nghi còn liên quan đến giới tính, độ tuổi, quốc gia của vùng được khảo sát Clothing Icl (clo)* Nude 0.0 Shorts 0.1 Light summer clothing 0.5 Light working ensemble 0.6 Typical business suite 1.0 Typical business suite and cotton overcoat 1.5 Light outdoor sports wear 0.9 Heavy traditional European suite 1.5 Heavy wool pile ensemble 3.0 – 4.0 Activity Metabolic Rate [watts)] Sleeping Min. 70 Seated/Standing 130-190 Sitting, heavy leg & arm movements Standing, moderate work,some walking Walking, moderate lifting, pushing 190-230 220-290 290-410 Intermediate heavy lifting, digging 440-580 Hardest sustained work 580-700 Maximum heavy work for 30 min. duration Max. 1100 VẤN ĐỀ THÔNG GIÓ VÀ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ Thộng gió là cần thiết cho cả cung cấp không khí đề hô hấp lẫn đạt được chất lượng không khí cao. Con người thường đánh giá chất lương không khí theo hai cách, thứ nhất bằng khứu giác và thứ hai sự nhạy cảm với chất kích thích, như là phấn hoa, khói thuốc lá hoặc chất ô nhiễm khác, bằng mắt, mũi và cổ họng. Chất lượng không khí tốt trong môi trường làm việc có thể đạt được bằng cách đảm bảo rằng không có nguồn lớn các chất ô nhiễm trong không gian và có nguồn cung cấp đầy đủ không khí trong lành. Như đã bàn trong phần trên sự lan truyền không khí phòng tức là sự pha trộn và phân tầng nhiệt độ, sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng không khí. Không khí trong sạch cần thiết cho sự tiện nghi vì: - Cung cấp oxy cho hô hấp - Làm loãng CO2 - Làm loãng chất ô nhiễm như mùi hôi - Tạo cảm giác tươi mát Các tiêu chuẩn về lượng không khí trong lành cần thiết để: - cung cấp oxy là 0.2lít/giây cho một người - pha loãng lượng khí CO2 là 1.0lít/giây cho một người - pha loãng chất ô nhiễm 5lít/giây cho một người - cung cấp cảm giác tươi mát 10lít/giây cho một người Qua đó ta thấy chúng ta cần gấp 50 lần lượng không khí trong lành cho cả việc pha loãng chất độc hại và tạo cảm giác tươi mát so với việc chỉ cung cấp oxy. Trong không gian làm việc nói chung, nguồn chất ô nhiễm chủ yếu đến từ mùi hôi công việc. Nếu ó các chất ô nhiễm khác trong không gian, chẳng hạn như mùi hôi từ sơn mới hoặc mùi từ lớp sàn mới dán, hoặc chất ô nhiễm từ quá trình sản xuất công nghiệp, thi các các yêu cầu khác cần thiết được áp dụng để hạn chế nồng độ các chất độc vượt mức an toàn. Trong nhưng trường hợp này thiệt kế thông gió cần phải được đưa ra dựa trên sự đánh giá rủi ro dựa trên Quy chế kiểm soát chất độc hại đến sức khỏe 1994. Phần Vật Liệu Vật liệu có khả năng truyền nhiệt như thế nào? Nhiệt bên ngoài qua vật liệu có thể bị:: Phản xạ Hấp thụ Bức xạ Các đại lượng đặc trưng cho khả năng truyền nhiệt của vật liệu và quan hệ giữa chúng: Ví dụ minh họa trong hình 2: Nhiệt truyền qua vật liệu là kính: Bức xạ α_Phản xạ p_Hấp thụ r Mối quan hệ giữa 3 đại lượng: 1=α+ p+ r Tùy theo mỗi vật liệu các trị số này là khác nhau(Bảng 1) Hình 1.Khả năng bức xạ, hấp thụ và phản xạ nhiệt của vật liệu Nguyên lý cách nhiệt Đều dựa trên khả năng vật liệu phản ứng lại với môi trường bên ngoài: -Khả năng phản xạ như đã trình bày ở trên -Trở kháng của vật liệu R và tổng trở của các lớp vật liệu(Hình 3) Mỗi một vật liệu có mức R và tùy theo độ dày của lớp vật liệu mà khả năng cách nhiệt có thể cao hoặc thấp hơn(Bảng 2) - Các đặc tính khác ảnh hưởng đến độ mức độ cách nhiệt(Bảng 3) -Khả năng cách nhiệt của vật liệu phụ thuộc vào: Trật tự các lớp vật liều(Hình 4,5) Ra_a = Rsi +R1+R2+Rc +R3+Rso Sự thay đổi các thứ tự các lớp vật liệu có thể ảnh hưởng đến mức dung kháng chung của lớp kết cấu(ở đây là tường) và do đó ảnh hưởng đến hiệu quả cách nhiệt Hình bên trái cho hiệu quả cách nhiệt tối ưu hơn khi lớp gách nung ở vị trí cuối. -Hiện tượng cầu nhiệt và cách phòng tránh Là hiện tượng nhiệt di chuyển từ môi trường có ích ra bên ngoài thông qua dẫn đến thất thoát nhiệt. Hạn chế hiện tượng cầu nhiệt 1. Xử lý tại các mối liên kết bằng các tấm cách nhiệt 2.Hạn chế khoảng hở trong bố trí cách nhiệt cho công trình