Файл: Управления.docx

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА Автоматизированная система управления микроклиматом жилых помещенийСодержСреда обитания людей в квартире или доме носит название микроклимата. С научной точки зрения микроклимат – это комплекс физических факторов внутренней среды помещений, оказывающий влияние на тепловой обмен организма и здоровье человека. К микроклиматическим показателям относятся температура, влажность и скорость движения воздуха, температура поверхностей ограждающих конструкций, предметов, оборудования, а также некоторые их производные: градиент температуры воздуха по вертикали и горизонтали помещения, интенсивность теплового излучения от внутренних поверхностей. Если все эти параметры находятся в норме, то человек не чувствует ни жары, ни холода, ни духоты, т.е. у него не возникает ощущений дискомфорта. Комфортные микроклиматические условия – это сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном воздействии на человека обеспечивают нормальное тепловое состояние организма при минимальном напряжении механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80% людей, находящихся в помещении. Именно нарушения микроклимата являются самыми частыми среди всех нарушений санитарно-гигиенических норм.

---

Микроклимат жилых помещений формируется в результате воздействия внешней среды, особенностей постройки здания и систем отопления, вентиляции и кондиционирования. Особенно сильно воздействуют на человека тепловые условия и состав воздуха в  помещении. В воздухе, вдыхаемом человеком, может быть превышена концентрация пыли, паров, вредных газов, углекислоты.В многоэтажных домах наблюдается сильный перепад давления воздуха снаружи здания и внутри. В итоге возникает сильное  бактериологическое и газовое загрязнение на верхних этажах и опасность переохлаждения на нижних этажах, сопряженное с  повышением опасности радонового загрязнения. Большие площади окон многоэтажных домов вызывают  радиационный дискомфорт зимой и чрезмерную освещенность летом.Особенности микроклимата каждой конкретной квартиры или дома формируются под влиянием потоков воздуха, влаги и тепла. Воздух в помещении постоянно находится в движении. С улицы  в помещение попадает, как правило, охлаждающий воздух, а из соседних квартир и лестничной клетки – воздух, загрязненный газовыми примесями. Таким образом, в воздухе помещения могут постоянно находиться различные химические соединения, отравляя здоровье человека. Внутри комнат воздух распределяется неравномерно, и могут образоваться зоны с повышенным содержанием вредных примесей.Эти и другие факторы, действующие на человека в жилом помещении, показывают важность управления микроклиматом, в связи с чем тема работы является актуальной. Основными задачами выпускной квалификационной работы являются:

• 
  анализ технологии и процессов управления температурным режимом жилого помещения;
  
• 
  построение функциональных моделей компонентов системы управления микроклиматом и общего алгоритма функционирования системы;
  
• 
  разработка программного интерфейса прототипа компьютерной системы управления микроклиматом.
  

Реализация этих задач позволит построить базовый фундамент для полноценной системы управления микроклиматом.Глава 1. Контроль показателей микроклимата в жилых помещениях1.1. Микроклимат помещений и его параметрыПод микроклиматом  понимается состояние наземно-воздушной среды обитания в некотором ограниченном пространстве, обусловленное как объективными природными

---

, так и субъективными факторами. К объективным природным факторам относятся географические, геофизические и климатологические особенности некоторой местности, ее макро- и микрорельеф, состояние литосферных плит. Субъективными факторами являются такие, как результаты хозяйственной деятельности людей, применение изменяющих климатическую картину систем управления кондиционированием, теплосберегающих архитектурно-строительных конструкций и материалов.

В более узком смысле говорят о микроклимате помещений, в которых живут или работают люди, а также размещаются, хранятся или функционируют некоторые ценные предметы, приборы, конструкции или механизмы. Нынешний уровень развития технического прогресса позволяет практически полностью контролировать параметры микроклимата в жилых помещениях и общественных зданиях. Согласно [1] допустимыми параметрами микроклимата считаются сочетания значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать общее и локальное ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности при усиленном напряжении механизмов терморегуляции и не вызывают повреждений или ухудшения состояния здоровья.

К параметрам, характеризующим микроклимат в жилых и общественных помещениях, относятся:

• 
  температура воздуха;
  
• 
  скорость движения воздуха;
  
• 
  относительная влажность воздуха;
  
• 
  результирующая температура помещения;
  
• 
  локальная асимметрия результирующей температуры.
  

В табл. 1.1 приводятся оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий.Табл. 1.1. Нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий.

Период года	Тип помещения	Температура воздуха, °С		Результирующая температура, °С		Относительная влажность, %		Скорость движения воздуха, м/с
		опти- маль- ная	допус- тимая	опти- маль- ная	допус- тимая	опти- мальная	допус- тимая не более	опти- мальная не более	допус- тимая не более
Холодный	Жилая комната	20-22	18-24	19-20	17-23	45-30	60	0,15	0,2
	Жилая комната в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) –31 °С и ниже	21-23	20-24	20-22	19-23	45-30	60	0,15	0,2
	Кухня	19-21	18-26	18-20	17-25	Не норми- руется	Не норми- руется	0,15	0,2
	Туалет	19-21	18-26	18-20	17-25	Не норми- руется	Не норми- руется	0,15	0,2
	Ванная, совмещенный санузел	24-26	18-26	23-27	17-26	Не норми- руется	Не норми- руется	0,15	0,2
	Помещения для отдыха и учебных занятий	20-22	18-24	19-21	17-23	45-30	60	0,15	0,2
	Межквартирный коридор	18-20	16-22	17-19	15-21	45-30	60	Не норми- руется	Не норми- руется
	Вестибюль, лестничная клетка	16-18	14-20	15-17	13-19	Не норми- руется	Не норми- руется	Не норми- руется	Не норми- руется
	Кладовые	16-18	12-22	15-17	11-21	Не норми- руется	Не норми- руется	Не норми- руется	Не норми- руется
Теплый	Жилая комната	22-25	20-28	22-24	18-27	60-30	65	0,2	0,3

---

Необходимый уровень качества воздуха в помещениях жилых и общественных зданий должен достигаться необходимым уровнем вентиляции, т.е. величиной воздухообмена в помещениях. Вентиляция должна обеспечивать допустимые значения содержания углекислого газа в помещении. Необходимый воздухообмен в помещении может быть определен двумя способами:

• 
  на основе удельных норм воздухообмена;
  
• 
  на основе расчета воздухообмена, необходимого для обеспечения допустимых концентраций загрязняющих веществ.
  

Расходы воздуха систем вентиляции, принимаемые для обеспечения качества воздуха, зависят от количества людей в помещении, их деятельности, технологических процессов, таких как выделения загрязняющих веществ от бытовой и оргтехники, из строительных материалов, мебели и др. На расход воздуха влияют также системы отопления и вентиляции.Применение второго способа, основанного на балансе вредностей в помещении, позволяет определить воздухообмен с учетом загрязнений наружного воздуха и заданного уровня качества воздуха (комфорта) в помещении. При этом определяющим вредным веществом является углекислый газ (CO₂), выдыхаемый людьми. Эквивалентом вредных веществ, выделяемых ограждениями, мебелью, коврами и др., принимается также углекислый газ. Требования к качеству воздуха в помещениях должны удовлетворять показателям, приведенным в табл. 1.2. При этом допустимое содержание углекислого газа в помещениях принимается сверх его содержания в наружном воздухе.Табл. 1.2. Требования к качеству воздуха в помещениях

Класс	Качество воздуха в помещении		Допустимое содержание CO2, см3/м3
	Оптимальное	Допустимое
1	Высокое	-	400 и менее
2	Среднее	-	400-600
3	-	Допустимое	600-1000
4	-	Низкое	1000 и более

---

В табл. 1.3 приводятся примеры содержания загрязняющих веществ в наружном воздухе.Табл. 1.3 Содержание загрязнений в наружном воздухе

Местность	Концентрация в воздухе
	CO2, см3/м3	CO, мг/м3	NO2, кг/м3	SO2, мкг/м3
Сельская местность	350	1	5-35	5
Небольшой город	375	1-3	15-40	5-15
Загрязненный центр большого города	400	2-6	30-80	10-50

Приведенные значения являются среднегодовыми. Они не должны использоваться при проектировании систем контроля, анализа и управления микроклиматом жилых помещений, поскольку максимальные концентрации имеют большие значения. Для более подробной информации необходимо выполнить оценку загрязнений на месте.В самом начале проектирования жилого или общественного здания в чертеж закладывается полный расчет вентиляции, отопления и кондиционирования будущего сооружения. В ходе эксплуатации жилых зданий вентиляции отводится главная роль в создании комфортных условий жизнедеятельности для его обитателей.Умеренный климатический пояс России позволяет создавать стабильные системы поддержания микроклимата как в городских домах, так и на объектах загородной недвижимости - в коттеджах, на дачах, в деревянных и каменных строениях. Так, максимальная амплитуда колебаний температуры воздуха в зоне обитания людей составляет от двадцати до двадцати четырех градусов тепла. При этом обязательным условием является наличие общеобменной приточно-вытяжной вентиляции с естественным побуждением.

---