При теплофизических расчетах здания параметры внутреннего и наружного климата тесно связаны между собой, например, разностью температур, давлений или скоростями между внутренним и наружным воздухом.
Микроклимат помещений зданий характеризуется состоянием внутренней среды помещения, которая должна удовлетворять физиологическим и психологическим потребностям человека и обеспечивать стандартные минимальные качества жизни. Жилище человека, в котором он проводит 70-80% своей жизни, должно быть экологически чистым, защищать людей от вредных воздействий шума и химических веществ, возникающих в помещениях вследствие применения некачественных материалов.
Пребывание людей в помещении должно вызывать положительные эмоции, соответствовать его духовным, санитарно-гигиеническим регламентам и требованиям.
Жилище - среда обитания людей, среда жизнедеятельности человека - должно отвечать не только требованиям гигиены и культурного быта, но и способствовать восстановлению творческих сил и здоровья населения. Микроклимат помещений создается с помощью ограждающих конструкций зданий и систем обеспечения необходимого теплового, воздушного и светового режимов.
Наружные строительные конструкции должны:
- совместно с системами отопления и вентиляции обеспечивать в помещениях зданий требуемый тепловой и воздушный режим (комфорт);
- не допускать конденсации водяных паров на внутренних поверхностях или внутри конструкций;
- обеспечить в помещениях необходимый световой режим (комфорт);
- обеспечить оптимальную теплозащиту при эксплуатации здания и наименьшую энергоемкость при их создании;
- иметь высокую долговечность.
Исходными данными для теплофизического расчета здания являются климатические параметры наружного воздуха, которые изложены в СНиП "Строительная климатология" и в настоящем Пособии, а также требования, предъявляемые к микроклимату помещений. Эти требования изложены в различных нормативных документах.
В ГОСТ 30494-96 [19] установлены параметры микроклимата помещений жилых и общественных зданий. В нем дана классификация помещений общественных зданий, которые разбиты на 6 категорий.
Помещения 1 категории - помещения, в которых люди в положении лежа или сидя находятся в состоянии покоя и отдыха.
Помещения 2 категории - помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учебой.
Помещения 3 категории - помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся в положении сидя в уличной одежде или стоя без уличной одежды.
Помещения 4 категории - помещения для занятий подвижными видами спорта.
Помещения 5 категории - помещения, в которых люди находятся в полураздетом виде (раздевалки, процедурные кабинеты, кабинеты врачей и т.п.).
Помещения 6 категории - помещения с временным пребыванием людей (вестибюли, гардеробные, коридоры, лестницы, санузлы, курительные, кладовые).
Сумма теплофизических факторов определяет тепловую, воздушную и световую обстановку в помещении.
Основными показателями теплового комфорта в помещении являются теплофизические параметры:
- температура воздуха;
- температуры ограждающих поверхностей;
- подвижность воздуха;
- относительная влажность воздуха.
Параметры воздушной среды внутреннего воздуха (температура, влажность, подвижность воздуха) имеют большое значение не только для жизнедеятельности людей, но и для долговечности зданий. Ошибки при проектировании наружных ограждающих конструкций могут привести к недопустимой подвижности воздуха, к снижению относительной влажности и температуры в помещении, отрицательной температуре на внутренней поверхности остекления, к выпадению инея и образованию наледей.
Расчетные параметры внутреннего воздуха устанавливаются для обслуживаемой зоны помещений или для рабочей зоны помещений. Обслуживаемая (рабочая) зона определяется в соответствии с указаниями санитарно-гигиенических норм, ГОСТ 30494-96 и СНиП по проектированию отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Обслуживаемой (рабочей) зоной в помещениях считается пространство в помещении, ограниченное горизонтальными плоскостями, параллельными полу на высоте 0,1 и 2,0 м и вертикальными плоскостями на расстоянии 0,5 м от внутренних поверхностей наружных и внутренних стен и окон. По ширине рабочая зона производственных зданий не нормируется.
На расход тепла при эксплуатации здания большое значение имеет правильный выбор требуемых параметров теплового режима помещений. ГОСТ 30494-96 для гражданских зданий устанавливает нормативные значения параметров теплового микроклимата (оптимальные, допустимые или их сочетание) в зависимости от назначения помещения и периода года, которые для жилых зданий приведены в табл.2.1, для общественных зданий - в табл.2.2. Нормативные значения расчетных температур, скорости относительной влажности производственных помещений приведены в табл.2.3. Покажем, взяв в качестве примера жилые здания [6], какие расчетные параметры следует принимать из условия обеспечения экономии энергии при эксплуатации здания без нарушения норм [6-8].
Таблица 2.1. Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий