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.
Trang 1TIỆN NGHI NHIỆT
- 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?
S e n s ib le & L a t e n t h e a t lo s s
f r o m r e s p i r a t io n
R a d ia t i o n g a i n s
L o w R H o f a m b ie n t a ir a i d s in
e v a p o r a t io n o f p e r s p ir a t i o n
A ir m o v e m e n t a id s h e a t lo s s b y
c o n v e c t io n a n d e v a p o r a t io n
M o is t u r e e v a p o r a t io n ( s w e a t in g )
C o n d u c t io n t o & f r o f r o m
t h e s u r r o u n d i n g a ir
H e a t p r o d u c t io n
b y m e t a b o lis m
I n t e r n a l b o d y t e m p ( 3 7 ° C )
R a d ia t i o n l o s s e s
I n t e r a c t i o n o f t h e h u m a n b o d y w i t h t h e e n v i r o n m e n t
S k in s u r f a c e t e m p ( 3 2 ° C )
Metabolism = Basal + Muscular
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)
Trang 22 Đ IỀU 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:
- N HIỆT ĐỘ: cụ thể đại lượng đánh giá ở đây là nhiệt độ không khí(ta) và nhiệt độ bức xạ
trung bình(tr)
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
Trang 3Cần 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
- Đ Ộ 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
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 tiên 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 0oC không khí chỉ giữ được một lượng nhỏ hơi nước trước khi nó bão hòa tức là 100% RH
Ở 21oC 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.
Trang 4- C HẤT 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:
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
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 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
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
Trang 52 yếu tố thộc về con người:
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
[watts)]
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
Maximum heavy work for 30
min duration
Max 1100
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
Trang 6V ẤN 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
Trang 7Phần 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 Phản xạ p_Phản xạ 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
Trang 8Nguyên 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)
tính khác ảnh hưởng đến độ mức độ cách
nhiệt(Bảng 3)
Ra_Phản xạ a = Rsi +R1+R2+Rc +R3+Rso
Trang 9-Khả năng cách nhiệt của vật liệu phụ thuộc vào: Trật tự các lớp vật liều(Hình 4,5)
-Hiện tượng cầu nhiệt và cách
phòng tránh
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
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
